钢闸门计算
闸门重力计算
闸门行走支承系数Kz 材料系数Kc 孔口高度系数Kg闸门行走支承系数Kz材料系数Kc 孔口高度H(m)闸门工作性质系数K 1孔口高宽比修正系数K 2水头修正系数K 3闸门工作性质系数K 1孔口高宽比修正系数K 2水头修正系数K 3④露顶式弧形钢闸门Kg---孔口高度系数,当H<5m时,Kg=0.156;5m≤H≤8m时,Kg=0.13;③潜孔式平面滑动闸门G=0.022×K 1×K 2×K 3×A 1.34×Hs 0.63K 1---闸门工作性质系数,工作闸门,K 1=1.0;检修门与导流门,K 1=0.9;K 2---孔口高度比修正系数,当H/B≥2时,K 2=0.93;H/B<1时,K 2=1.1;其他情况,K 2=1.0;K 3---水头修正系数,当H S ≥60m时,K 3=(H S /A)0.25;H S <60m时,K 3=1.0;②潜孔式平面滚轮闸门G=0.073×K 1×K 2×K 3×A 0.93×H s 0.79Kc---材料系数,闸门材料为普通碳素结构钢时,Kc=1.0;为普通低合金结构钢时,Kc=0.8;Kz---闸门行走支承系数,对于滑动式支承,Kz=0.81;对于滚轮式支承,Kz=1.0;对于台车式支承1)钢闸门 ①露顶式平面钢闸门 ⅰ,5m≤H≤8m G=0.012×K z ×K c ×H 1.43×B 0.88ⅱ，H＞8m G=0.012×K z ×K c ×H 1.65×B 1.85K 1---闸门工作性质系数,工作闸门,K 1=1.1;检修门与导流门,K 1=1.0;K 2---孔口高度比修正系数,当H/B≥2时,K 2=0.93;H/B<1时,K 2=1.1;其他情况,K 2=1.0;K 3---水头修正系数,当H S ≥70m时,K 3=(H S /A)0.25;H S <70m时,K 3=1.0;输入数据输入数据数据输入输入数据浙江水利水电专科学校水利工程系孔口高度H(m)孔口宽度B(m) 闸门重力G(10kN)孔口宽度B(m) 闸门重力G(10kN)式支承,Kz=1.3;;孔口面积A(m3)设计水头H s(m)闸门重力G(10kN)=1.0;孔口面积A(m3)设计水头H s(m)闸门重力G(10kN)=1.0;K c=0.8; 20m时，K b=1.0;。
钢闸门计算书
一、设计基本资料1、闸门型式：露顶式平面钢闸门；2、孔口净宽：5米；3、设计水头：2.5米；4、结构材料：平炉热轧碳素钢A3；5、止水橡皮：侧止水采用P型橡皮，底止水用条形橡皮；6、参考资料：《水工钢结构》P202页；二、闸门的结构的型式及布置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0.5米，故闸门高度=2.5+0.5=3米。
闸门的荷载跨度为两侧止水的间距：L1=5米闸门计算跨度：L=L0+2d=5+2*0.2=5.4米2、主梁型式主梁的型式应根据水头和跨度大小而定，本闸门属中等跨度，为了便于制造，决定采用型钢。
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的作用线Y=H/3=2.5/3=0.83米，上悬臂C≤0.45H，今取：主梁兼底梁，为了便于布置底止水，底梁不到底，所以取a=0.25米。
主梁间距：2b=2(Y- a)=2×（0.83-0.25）=1.16米；则C=H-2b- a=2.5-1.16-0.25=1.09米≤0.45H=1.125米满足要求。
4、梁格的布置和型式梁格采用复式布置和等高连接，水平次梁为连续梁，其间距上疏下密。
三、面板设计根据《钢闸门设计规范SDJ13-78（试行）》关于面板的计算，先估算面板厚度，在主梁选择之后再验算面板的局部弯曲与主梁整体弯曲的折算应力。
1、估算面板厚度面板厚度按式（6-3）计算：t=a(kp/0.9a[σ])0.5已知：b=1240mm，a1=760 mm，a2=380 mm当b/a1=1240/760=1.63≤3时，α=1.65，则t=4.91 mm当b/a3=1240/380=3.26≥3时，α=1.55，则t=7.88 mm根据上面计算，选用面板厚度t=8mm。
2、对底梁下至底止水的面板悬出段，应按悬臂板进行验算：在面板悬出段上取单位宽度的面板按悬臂梁验算，q=（p1+p2）/2=（0.0098*2.5+0.0098*2.4）/2=0.024N/mmW=bh2/6=1*64/6=10.67M=qL2/2=0.024*1002/2=120N·mmσmax=M/W=120/10.67=11.25 N/mm2＜[σ]=160 N/mm2Q=qL=0.024*100=2.4Nτ=Q/A=2.4/1*8=0.3 N/mm2＜[τ]=95 N/mm23、主梁设计因为水头不大，所以主梁采用型钢，即槽钢28b。
钢闸门计算
mm
ξ1
0.5
ξ2
0.35
e
I次中
Wmin
mm
mm4
mm2
51
33321683
220673
e
I次支座
Wmin
mm
mm4
mm2
42
30549782
215139
水平次梁强度验算
σ次 水平次梁挠度验算 w 5 ql 3 M 次支l l 384 EI次中 16EI次中
五、主梁设计
1、
L0
板宽
4.0
5 5.34
32.75
kN
qL1/2
（2） 取
[σ] [σ]
W
160 144 303.619792
N/mm2 N/mm2 cm3
A3钢
考虑闸门 自重引起
（3）
腹板高度选择
hmin
59.8475184 cm
经济梁高
hec
30.4995706 cm
选用h0
28
cm
（4）
腹板厚度选择
tw=
h
11
0.48104569 cm
112
M Vmax
S
28.82 26.2 899.63775
N/mm2
A3钢
N/mm
KN.M KN cm³
面板局部 挠曲时垂 直于焊缝 长度方向 的横拉力
面板与主 梁连接的
T=VS/（2I0）
[
w t
]
309.55583 113
N/mm N/mm2
查书P39
hf
P2
T
2
/(
0
.7
[
w t
82349_钢闸门结构计算书
18.632 侧止水受压宽度 止水摩擦系数f3 (m) 0.500 0.080 底止水至下游面 侧止水间距 距离D2(m) Bzs(m) 0.212 1.300 闸门顶梁以上水 侧止水间距 柱高H（m） Bzs(m) 6.750 1.300 上游水深 上托力系数βt Hs(m) 1.000 8.000 无加重启门力 闭门力 FQ(KN) Fw(KN) 73.596 25.754
止水摩阻力 TZS(KN) 7.644
闸门自重 G(KN) 8.500 上托力 Pt(KN) 1.872 加重后启门力 FQ(KN) 91.596
选启闭机型号：QPQ－125KN卷扬式启闭机 计算公式 2 总水压力P=0.5*γ*[(2Hs－h)*h－Hx ]*Bzs 滑道摩阻力Tzd=f2*P 止水摩阻力Tzs=f3*Pzs 下吸力Ps=ps*D2*Bzs 上托力Pt=γ*βt*Hs*D1*Bzs 闭门力Fw＝nT*(Tzd+Tzs)－nG*G+Pt nT=1.2,nG=0.9 启门力FQ＝nT*(Tzd+Tzs)+Px+nG'*G+Gj+Ws nT=1.2,nG'=1.1
**水库输水涵管闸门启闭力计算 水库水位14.0m，涵管内水位6.0m 50 侧止水间距 Bzs(m) 1.300 滑道摩阻力 TZd(KN) 上游水深 Hs(m) 8.000 下游水深 Hx(m) 0.000 总水压力 P(KN) 124.215
单边侧止水受压 侧止水平均压强 2 长度(m) PZS(KN/m ) 1.300 73.500 平均下吸强度 下吸力 ps(KN/m2) Ps(KN) 20.000 5.512 闸门顶受压宽度 闸门顶水柱重 B（m） Ws（KN） 0.310 27.203 底止水到上游面 侧止水间距 距离D1(m) Bzs(m) 0.018 1.300 计算需加重块重 实际加重块重 Gj(KN) Gj(KN) 17.254 18.000
钢闸门重量计算
备注 B≤10m B>10m
Kb--孔口宽度系数；当B≤5m时，Kb=0.29,5m<B≤10m时，Kb=0.472,10m<B< Kb=0.075，B>20m时，Kb=0.105。
Kc--材料系数；闸门用普通碳素钢取1.0，用低合金钢取0.8。
P 1 h2b 2
KN；
81，滚轮支承取1.0，台车式支承取1.3。 0，用低合金钢取0.8。 6；当5m<H<8m时，取0.13。H>8m时，按下式
29,5m<B≤10m时，Kb=0.472,10m<B<20m时时， 0，用低合金钢取0.8。
FQ （0.10 ~ 0.12）P 1.2G
1.6
FW （0.10 ~ 0.12）P 1.2G
K1 工作门、事故门 检修门、导流门
K2 H/B≥2 H/B<1 其他情况
K3 Hs<60m Hs≥60m
备注 H<5m 5m<H<8m H>8m
KZ--闸门行走支承系数；滑动支承取0.81，滚轮支承取1.0，台车式支承取 Kc--材料系数；闸门用普通碳素钢取1.0，用低合金钢取0.8。
B（孔口宽度） H（孔口高度）
1
1.4
558来自9露顶式弧形钢闸门
G 4.00
Kb 0.472
16.40
0.075
Kc Hs(设计水头） B（孔口宽度） H（孔口高度）
1
2.5
10
3
1
3
平面弧形钢闸门自重公式
钢闸门自重(G)计算公式一、 露顶式平面闸门当5m ≤H ≤8m 时KN B H K K K G g c Z 8.988.043.1⨯= 式中 H 、B ----- 分别为孔口高度(m)及宽度(m); K z ----- 闸门行走支承系数;对滑动式支承K z = 0.81;对于滚轮式支承K z = 1.0;对于台车式支承K z = 1.3;K c ----- 材料系数:闸门用普通碳素钢时取1.0;用低合金钢时取0.8;K g ----- 孔口高度系数:当H<5m 时取0.156;当5m<H<8m 时取0.13;当H>8m 时,闸门自重按下列公式计算KN B H K K G c Z 8.9012.085.165.1⨯=二、 露顶弧形闸门当B ≤10m 时KN H B H K K G s b c 8.933.042.0⨯= 当B>10m 时KN H B H K K G s b c 8.91.163.0⨯= 式中 H s ----- 设计水头,m;K b ----- 孔口宽度系数: 当B ≤5m 时取0.29;当5m<B ≤10m 时取0.472;当10m<B ≤20m 时取0.075;当B>20m 时取0.105;其他符号意义、数值同前.三、 潜孔式平面滚轮闸门KN H A KK K K G s 8.9073.079.093.0321⨯= 式中 A ----- 孔口面积，m 2K 1----- 闸门工作性质系数：对于工作闸门与事故闸门取1.0；对于检修门与导流门取0.9；K 2----- 孔口宽度比修正系数：当H/B ≥2时取0.93；H/B<1取1.1；其他情况取1.0；K 3----- 水头修正系数：当H s <60m 时取1.0；当H s ≥60m时K 3 = 25.0)(AH s 其他符号意义同前四、潜孔式平面滑动闸门KN H A KK K K G s 8.9022.063.034.1321⨯= 式中 K 1----- 意义同前：对于工作闸门与事故闸门取1.1；对于检修门取1.0；K 3----- 意义同前：当H s <70m 时取1.0；当H s ≥70m时K 3 = 25.0)(AH s 其他符号意义同前五、 潜孔式弧形闸门KN H A K G s 8.9012.006.127.12⨯= 式中 K 2-----意义同前：当B/H ≥3时取1.2；其他情况取1.0； 其他符号意义同前。
平面弧形钢闸门自重公式
钢闸门自重(G)计算公式一、 露顶式平面闸门当5m ≤H ≤8m 时KN B H K K K G g c Z 8.988.043.1⨯= 式中 H 、B ----- 分别为孔口高度(m)及宽度(m); K z ----- 闸门行走支承系数;对滑动式支承K z = 0.81;对于滚轮式支承K z = 1.0;对于台车式支承K z = 1.3;K c ----- 材料系数:闸门用普通碳素钢时取1.0;用低合金钢时取0.8;K g ----- 孔口高度系数:当H<5m 时取0.156;当5m<H<8m 时取0.13;当H>8m 时,闸门自重按下列公式计算KN B H K K G c Z 8.9012.085.165.1⨯=二、 露顶弧形闸门当B ≤10m 时KN H B H K K G s b c 8.933.042.0⨯= 当B>10m 时KN H B H K K G s b c 8.91.163.0⨯= 式中 H s ----- 设计水头,m;K b ----- 孔口宽度系数: 当B ≤5m 时取0.29;当5m<B ≤10m 时取0.472;当10m<B ≤20m 时取0.075;当B>20m 时取0.105;其他符号意义、数值同前.三、 潜孔式平面滚轮闸门KN H A KK K K G s 8.9073.079.093.0321⨯= 式中 A ----- 孔口面积，m 2K 1----- 闸门工作性质系数：对于工作闸门与事故闸门取1.0；对于检修门与导流门取0.9；K 2----- 孔口宽度比修正系数：当H/B ≥2时取0.93；H/B<1取1.1；其他情况取1.0；K 3----- 水头修正系数：当H s <60m 时取1.0；当H s ≥60m时K 3 = 25.0)(AH s 其他符号意义同前四、潜孔式平面滑动闸门KN H A KK K K G s 8.9022.063.034.1321⨯= 式中 K 1----- 意义同前：对于工作闸门与事故闸门取1.1；对于检修门取1.0；K 3----- 意义同前：当H s <70m 时取1.0；当H s ≥70m时K 3 = 25.0)(AH s 其他符号意义同前五、 潜孔式弧形闸门KN H A K G s 8.9012.006.127.12⨯= 式中 K 2-----意义同前：当B/H ≥3时取1.2；其他情况取1.0； 其他符号意义同前。
钢闸门结构计算书
止水摩阻力Tzs=f3*Pzs 下吸力Ps=ps*D2*Bzs 上托力Pt=γ*βt*Hs*D1*Bzs 闭门力Fw＝nT*(Tzd+Tzs)－nG*G+Pt 启门力FQ＝nT*(Tzd+Tzs)+Px+nG'*G+Gj+Ws
nT=1.2,nG=0.9 nT=1.2,nG'=1.1
侧止水受压宽度 (m)
单边侧止水受压 长度(m)
侧止水Байду номын сангаас均压强 PZS(KN/m2)
0.500
0.080
1.300
73.500
止水摩阻力 TZS(KN)
7.644
底止水至下游面 距离D2(m)
0.212
侧止水间距 Bzs(m)
1.300
平均下吸强度 ps(KN/m2)
20.000
下吸力 Ps(KN)
**水库输水涵管闸门启闭力计算 水库水位14.0m，涵管内水位6.0m
闸门高度 h(m)
侧止水间距 Bzs(m)
上游水深 Hs(m)
下游水深 Hx(m)
总水压力 P(KN)
1.300
1.300
8.000
0.000
124.215
滑道摩擦系数f2 0.150
滑道摩阻力 TZd(KN)
18.632
止水摩擦系数f3
5.512
闸门顶梁以上水 侧止水间距 闸门顶受压宽度 闸门顶水柱重
柱高H（m）
Bzs(m)
B（m）
Ws（KN）
闸门自重 G(KN)
6.750
1.300
0.310
27.203
8.500
上托力系数βt 1.000
钢闸门重量计算
K3
Hs<60m Hs≥60m
备注 H<5m 5m<H<8m H>8m
KZ--闸门行走支承系数；滑动支承取0.81，滚轮支承取 Kc--材料系数；闸门用普通碳素钢取1.0，用低合金钢取 Kg--孔口高度系数；当H<5m时，取0.156；当5m<H<8 计算G=0.012KzKcH1.65B1.85
备注 B≤10m B>10m
Kb--孔口宽度系数；当B≤5m时，Kb=0.29,5m<B≤10 Kb=0.075，B>20m时，Kb=0.105。 Kc--材料系数；闸门用普通碳素钢取1.0，用低合金钢取
滚轮支承取1.0，台车式支承取1.3。 用低合金钢取0.8。 8m时，取0.13。H>8m时，按下式
10m时，Kb=0.472,10m<B<20m H（孔口高度） 2 5 12 3 7 10
露顶式弧形钢闸门 G 4.00 16.40 Kb 0.472 0.075 Kc 1 1 Hs(设计水头） B（孔口宽度） H（孔口高度） 2.5 3 10 15 3 8
K1 工作门、事故门 检修门、导流门
K2 H/B≥2 H/B<1 其他情况
潜孔式平面滚轮闸门 G 18.64 0.36 0.22 G 17.60 110.33 69.12 K1 1 0.9 1 Kz 1.3 1.3 1.3 K2 0.92 1.1 0.93 Kc 1 1 1 K3 1 1.05 1 Kg 0.156 0.13 A(孔口面积） HS（设计水头） 11.22 0.6 0.4 4 0.73 0.73
8X4.5米钢闸门计算书（2012.8.7）3
8X4.5米钢闸门计算书（2012.8.7）3水库溢洪道金属结构设计计算书1.1溢洪闸钢闸门设计1.1.1溢洪闸钢闸门设计1、基本资料单向止水平面定轮露顶式钢闸门，孔口尺寸（宽×高）8×4.5m，双吊点，3孔，闸底板高程54.47m，设计水位4.1m。
校核水位4.5m。
闸门动水启闭。
2、主要构件采用材料及容许值（1）主要构件采用材料闸门选用Q235-B钢，埋件选用QU钢。
轮轴：45号优质钢。
轴承：自润滑轴承。
橡胶止水。
（2）材料容许应力1）钢材：按《水利水电工程钢闸门设计规范》（SL74-95）4.2条规定执行。
容许应力根据表4.2.1-1的尺寸分组按表4.2.1-2采用，连接材料的容许应力按表4.2.1-3、表4.2.1-4采用，大、中型工程的工作闸门及重要的事故闸门表4.2.1-2至表4.2.1-4的数值乘以0.9-0.95的系数。
钢材的容许应力：抗拉、压、弯[σ]=160N/㎜2×0.9=144N/㎜2抗剪[τ]=95N/㎜2×0.9=85.5 N/㎜2局部承压[σcd]=240 N/㎜2×0.9=216 N/㎜2局部紧接承压应力[σcj]=120 N/㎜2×0.9=108 N/㎜22）焊缝焊条采用E43××型焊缝的容许应力抗压[σh c]=160 N/㎜2×0.9=144 N/㎜2抗拉（自动焊）[σh l]= 160 N/㎜2×0.9=144 N/㎜2（半自动焊或手工焊）精确方法检查：[σh l] = 160 N/㎜2×0.9=144 N/㎜2普通方法检查：[σh l]=135N/㎜2×0.9=121.5 N/㎜2抗剪[τh]=95N/㎜2×0.9=85.5 N/㎜2贴角焊缝抗拉、压、剪[σh l]=115 N/㎜2×0.9=103.5 N/㎜23）普通螺栓连接的容许应力精制螺栓：Q235碳素结构钢抗拉[σl l]=125 N/㎜2×0.9=112.5 N/㎜2（1类孔）抗剪[τl]=130N/㎜2×0.9=117 N/㎜2（1类孔）承压[σl c]=290 N/㎜2×0.9=261 N/㎜2粗制螺栓：Q235碳素结构钢抗拉[σl l]= 125 N/㎜2×0.9=112.5 N/㎜2抗剪[τl]=85N/㎜2×0.9=76.5 N/㎜2承压[σl c]=190 N/㎜2×0.9=171 N/㎜24）机械零件的容许应力抗拉、压、弯[σ]=1000 N/㎜2抗剪[τ]=65 N/㎜2局部承压[σcd]=150 N/㎜2局部紧接承压应力[σcj]=80 N/㎜2孔壁抗拉[σl]=100 N/㎜25）铸件选用ZG310-570，其容许应力（《水利水电工程钢闸门设计规范》（SL74-95）表4.2.2）：抗拉、压、弯[σ]=140 N/㎜2 抗剪[τ]=105 N/㎜2局部承压[σcd]=200 N/㎜2局部紧接承压应力[σcj]=110 N/㎜2孔壁抗拉[σl]=155 N/㎜26）混凝土采用C30，其容许的承压应力（二期混凝土）为（《水利水电工程钢闸门设计规范》（SL74-95）表4.2.5）规定：[σh]=11 N/㎜2。
潜孔式钢闸门课程设计计算书
潜孔式钢闸门课程设计计算书设计说明：本次课程设计的目标是设计一道潜孔式钢闸门，该闸门具有抗水力耐久性、稳定性和可靠性等特点。
设计中需要考虑闸门的结构参数和材料的选取，通过计算分析来保证闸门的强度和稳定性，并对其进行性能测试。
以下是潜孔式钢闸门的课程设计计算书。
设计一：潜孔式钢闸门结构计算1.永久荷载计算：-总重量W1=板材总重量+组件总重量-板材总重量=板材面积x板材单位重量-组件总重量=组件总数量x组件单位重量-板材单位重量和组件单位重量可以根据实际选取的材料查询得到。
2.活动荷载计算:-水压力P=0.5xρxgxH^2其中，ρ为水的密度，g为重力加速度，H为闸门顶部的水头高度。
3.悬臂梁弯矩计算：-最大弯矩M=PxL其中，L为闸门总长度。
4.悬臂梁截面尺寸设计：-可以根据最大弯矩和材料的许用应力来确定悬臂梁截面尺寸。
根据所选材料的杨氏模量和截面形状的假设，计算梁的截面模性和矩阻力矩。
5.钢板厚度计算：-选择合适的钢板材料之后，可以通过计算所需的强度来确定钢板的厚度。
根据所选材料的强度和安全系数，计算所需钢板的强度。
设计二：潜孔式钢闸门稳定性计算1.净水面以下弯矩计算：-净水面以下的水压力会产生额外的弯矩，需要计算该弯矩。
-弯矩计算公式与设计一的悬臂梁弯矩计算相同。
2.槽坡度计算：-闸门的槽坡度要求满足水流平稳流过，并不会对闸门产生过大的水压力。
-槽坡度的计算需结合实际应用情况和闸门的尺寸等参数。
3.闸门的稳定性计算：-闸门稳定性的计算包括计算闸门的剪切力、撞击力、回转力矩等。
-剪切力计算可通过考虑水压力和重力的作用来实现。
-撞击力和回转力矩的计算与具体应用情况有关，需根据实际情况进行定量分析。
设计三：潜孔式钢闸门性能测试1.强度测试：-使用不同的负荷，测试闸门的弯曲、扭转、剪切等强度指标。
-测试结果与设计值进行对比分析。
2.操作性能测试：-测试闸门的开启和关闭时间，操作力的大小和稳定性，以及闸门的密封性能。
钢闸门计算书
本涵闸孔口尺寸3×3m ，计1孔。
采用平面钢闸门，门高3.3m，Q235实腹式多主梁焊接结构，焊条E4303，悬臂式主滚轮支承。
主滚轮材料ZG310-570，主轴材料45号钢，轴衬材料ZQAl9-4铸铝青铜，侧向采用MC油尼龙侧滑块，止水采用P型及条形橡皮止水。
采用QL-100KN手电两用螺杆式启闭机启闭，计1台。
本工程闸门按远景行洪水位组合计算。
水位组合：位置项目上游下游孔径计算 2.67 2.54稳定（设计） 2.20 7.42（近期）稳定（校核） 2.20 9.37（远景）消能 2.67 1.67启闭门最大水位差按近期水位组合计算。
2、面板计算闸门所受总水压力P=733.4KN。
面板计算厚度δ=11.4mm,考虑面板腐蚀等因素，取δ=12mm。
3、主梁计算主梁计算线载q=118.5kN/m，L0=3.3m，L=3.1m，Mmax=160.8KN.m，Qmax=183.7KN。
断面-10×372，-16×160，面板作用有效宽度B取650mm。
Wmin=1302773mm3Smax=1009111mm3应力σmax=123.5N/mm2<[σ]=160N/mm2τmax=52.1N/mm2<[τ]=95N/mm2挠度 fmax=2.54mmfmax/L0=1/1299.2<[f/L]=1/7504、主滚轮设计计算最大轮压P=183.4kN（下滚轮），主轮半径R=265mm，轮缘宽度b=100mm，轴套为ZQAl9-4铸铝青铜。
主轮计算:ZG310-570屈服点σs =310N/mm2轨道Q235钢屈服点σs =235N/mm2，取Q235钢σs值。
σmax=0.418[1.1×P×E/(b×R)]0.5=523.5N/mm2<3.0σs =705N/mm2，满足要求。
轮轴计算：材料45号钢，轮轴直径取d=150mm。
水工平面钢闸门结构计算书
一、 设计资料工程名称：马尾区白眉供水工程输水道进口闸门闸门用途：该闸门设于输水道，作为输水道进口的工作事故闸门，当压力钢管发生事故时，应将闸门迅速下降，关闭进水口，另外定期检修输水道时，同样关闭此门。
闸门型式：焊接平面钢闸门，其面板在上游，顶、侧止水亦在上游，另设加重块，满足起闭力。
孔口数量：3孔。
孔口尺寸：宽×高=8.00×6.00m 2。
设计水头H r ：5.40m 。
吊点中心距：4.0m 。
门叶结构：焊接钢结构。
结构材料：Q235。
焊条：E43。
止水橡皮：侧止水用P45-A 型，底止水用Ⅰ110-16型。
行走支承：采用胶木滑道，压合胶木为MCS -2。
起闭机型式：双吊点卷扬式。
起闭机容量：2×25吨。
混凝土强度等级：C20。
规范：《水利水电工程钢闸门设计规范》SL74-95。
二、 闸门结构的形式及布置2.1 闸门尺寸的确定（图1）闸门高度：考虑风浪所产生的水位超高为0.3m ，故闸门高度H =5.4+0.3=5.7m 。
闸门的荷载跨度为两侧止水的间距：L 1=8.0m 。
闸门的计算跨度：m ...d L L 482020820=⨯+=+=式中 L 0 —闸门孔口的净宽，m ；d —行走支承中心线到闸墩侧壁的距离，取0.2m 。
闸门的总水压力：NL H P k 24.114484.581.92121212r =⨯⨯⨯==γ图1 闸门主要尺寸图(单位：mm )2.2 主梁的形式主梁的形式应根据水头和跨度大小而定，本闸门属中等跨度，为了方便制造与维护，决定采用实腹式组合梁。
2.3 主梁的布置根据闸门的高跨比68.04.87.5==L H ，决定采用双主梁。
为使两个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P 的作用线m 800.134.53H y r ===，且两主梁间的距离b 值要尽量大些，并要求上主梁到闸门顶缘的距离H c 45.0≤，并不大于3.6m 。
水工平面钢闸门结构计算书
一、 设计资料工程名称：马尾区白眉供水工程输水道进口闸门闸门用途：该闸门设于输水道，作为输水道进口的工作事故闸门，当压力钢管发生事故时，应将闸门迅速下降，关闭进水口，另外定期检修输水道时，同样关闭此门。
闸门型式：焊接平面钢闸门，其面板在上游，顶、侧止水亦在上游，另设加重块，满足起闭力。
孔口数量：3孔。
孔口尺寸：宽×高=8.00×6.00m 2。
设计水头H r ：5.40m 。
吊点中心距：4.0m 。
门叶结构：焊接钢结构。
结构材料：Q235。
焊条：E43。
止水橡皮：侧止水用P45-A 型，底止水用Ⅰ110-16型。
行走支承：采用胶木滑道，压合胶木为MCS -2。
起闭机型式：双吊点卷扬式。
起闭机容量：2×25吨。
混凝土强度等级：C20。
规范：《水利水电工程钢闸门设计规范》SL74-95。
二、 闸门结构的形式及布置2.1 闸门尺寸的确定（图1）闸门高度：考虑风浪所产生的水位超高为0.3m ，故闸门高度H =5.4+0.3=5.7m 。
闸门的荷载跨度为两侧止水的间距：L 1=8.0m 。
闸门的计算跨度：m ...d L L 482020820=⨯+=+=式中 L 0 —闸门孔口的净宽，m ；d —行走支承中心线到闸墩侧壁的距离，取0.2m 。
闸门的总水压力：NL H P k 24.114484.581.92121212r =⨯⨯⨯==γ图1 闸门主要尺寸图(单位：mm )2.2 主梁的形式主梁的形式应根据水头和跨度大小而定，本闸门属中等跨度，为了方便制造与维护，决定采用实腹式组合梁。
2.3 主梁的布置根据闸门的高跨比68.04.87.5==L H ，决定采用双主梁。
为使两个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P 的作用线m 800.134.53H y r ===，且两主梁间的距离b 值要尽量大些，并要求上主梁到闸门顶缘的距离H c 45.0≤，并不大于3.6m 。
钢闸门启闭力计算书
4.0m*5.0m-13.03m 平面定轮钢闸门计算书编制：审核：批准：已知钢闸门自重：G=9722kg=97.22KN，此为潜孔式平面定轮钢闸门一：闭门力：Fw=nT*（Tzd+Tzs）-nG*G+Pt1.摩擦阻力安全系数nT=1.22.滑动轴承滚轮摩阻力Tzd=(P/R)*(f1*r+f)其中：水头压力P=r*（2Hs-h）*h*Bzs/2上游水头Hs=13.03m，两侧止水间距Bzs=4.2m，水的容量r=10KN/m³，闸门高度（计算到顶止水）h=5.04m得水头压力P=2225KN滚轮半径R=325mm，（钢基铜塑复合材料对镀铬钢）滑动摩擦系数f1=0.14，（钢对钢）滚动摩擦力臂f=1mm，滚轮轴半径r=75mm得滑动轴承滚轮摩阻力Tzd=78.73KN3.止水摩阻力Tzs=f3*Pzs其中（橡胶对不锈钢）止水摩擦系数f3=0.5侧止水上的压力Pzs1=n*ρ*g（H-0.5h）*h*b/1000侧止水橡胶数量n=2，水的密度ρ=1*10³kg/m³，g=9.8N/kg,止水橡胶宽度b=0.045m 侧止水上的压力Pzs1=46.7KN顶止水上的压力Pzs2=ρ*g*（H-h）*L*b/1000顶止水长度L=4.075m顶止水上的压力Pzs2=14.34KN作用在止水上的压力Pzs=Pzs1+Pzs2=61.04KN止水摩阻力Tzs=30.52KN4.闸门自重修正系数nG=0.95.上托力Pt=r*βt*Hs*D1*Bzs水的容量r=10KN/m³，上托力系数βt=1，Hs=13.03m，闸门底止水至上游面板距离D1=0.57，两侧止水间距Bzs=4.2m得上托力Pt=312KN综上：闭门力Fw=355.6KN则当选用配重块、水柱、或机械下压力进行加重以保证闸门可靠自重闭门时，其加重力大于Fw。
选用加重力360KN。
二：启门力FQ=nT*（Tzd+Tzs）+Px+nG’*G+Gj+Ws1.因下吸力Px下游流态良好，通气充分，故可不计2.作用在闸门上的水柱压力Ws=03.配重块重量Gj=360KN4.启门力闸门自重修正系数nG’=1.1综上：启门力FQ=598KN。
钢闸门尺寸计算书
设计水位：366m设计水头：6m闸门形式：采用露顶式弧形钢闸门闸门尺寸：闸门高度大于设计水头加安全超高（按《水利水电工程钢闸门设计规范》SL-7495中取0.3~0.5m）,即H > 6 + 0.5 = 65m。
闸门宽度为12m面板弧面半径：弧而曲面半径R=8m （1.1^1.5H）o校心位宜：对于宽顶溢流坝较心位叠可布置在a= （2/3^1） H处，且高出下游水位0.5m左右（如图1）。
此处取a=5m.主框架选择：主框架形式分两种：主横梁式（1）带悬臂的直支臂TT形框架。
（如图a）（2）斜支臂八形框架。
（如图b）（3）直支臂口形框架。
（如图c）a) b) c)主纵梁式主梁竖立放置，与匕卜两支臂链接（如图d）初步釆用主横梁式斜式支臂八形框架（图b）主横梁布置：1、实腹截面主横梁：闸门宽高比偏人时采用2、横桁架主横梁：闸门宽高比偏小时采用（1）、据《小型水电站机电设计手册》（黄希元主编）中闸门尺寸为：宽X长=12X6.5m时宜选择实腹截面主横梁。
（2）、为了缩小门槽尺寸和减少钢材用量，釆用变截面主梁。
根据《水利水电匸程钢闸门设计规范》SL 7495中,主横梁式斜式支臂厂\形框架，,部梁高为中跨梁高的0.4〜0.6倍II要与边纵梁相结合，梁高改变高度位豐距端部（2/4〜2/6）跨度。
考虑以上因素端部梁高取0.5h・变化位置取1/6L （如图2）。
一般弧形闸门釆用双主横梁，而双主横梁布置一般分为两种:1、等分水压力布置2、不等分水压力布置本水闸釆用等水压力布置（如图3）次横梁布置：2、顶、底横梁：按构造需求选择。
2、小横梁分段嵌设于各纵梁之间，排列间距按水压力的分布布置。
则布置5根小横梁，上主梁以上等间距布説2根，两主梁之间等距布垃3根（见图4）纵梁布置：2、跨中纵梁：布豐在启吊纵梁与边纵梁之间，2、启吊纵梁：布置在主横梁与支臂连接处3、边纵梁：布置在面板梁格两端。
为禹宦门体刚度要求将心吊纵梁、启吊纵梁间的跨屮纵梁的截面扩人，形成隔板。
钢闸门重量计算
1.6
FW （0.10 ~ 0.12）P 1.2G
K1 工作门、事故门 检修门、导流门
K2 H/B≥2 H/B<1 其他情况
K3 Hs<60m Hs≥60m
备注 H<5m 5m<H<8m H>8m
KZ--闸门行走支承系数；滑动支承取0.81，滚轮支承取1.0，台车式支承取 Kc--材料系数；闸门用普通碳素钢取1.0，用低合金钢取0.8。
B（孔口宽度） H（孔口高度）
1
1.4
5
5
8
9
露顶式弧形钢闸门
G 4.00
Kb
Kc
0.472
1
Hs(设计水 头）
B（孔口宽度） H（孔口高度）
2.5
10
3
16.40
0.075
1
3
15
8
水压力
P(KN)
系数
γ
h
h²
b
9.80
0.5
10
1.4
1.96
1
初估闸门启闭
机的启门力和
FQ （0.10 ~ 0.12）P 1.2G
Kg--孔口高度系数；当H<5m时，取0.156；当5m<H<8m时，取0.13。H>8m时 计算G=0.012KzKcH1.65B1.85
备注 B≤10m B>10m
Kb--孔口宽度系数；当B≤5m时，Kb=0.29,5m<B≤10m时，Kb=0.472,10m<B< Kb=0.075，B>20m时，Kb=0.105。
潜孔式平面滚轮闸门
G
K1
18.64
1
0.36
0.9
定轮钢闸门计算书
平面滚动钢闸门计算说明第1章闸门结构设计1.1 设计依据《水利水电工程钢闸门设计规范》（SL74-2019）《水利水电工程钢闸门制造、安装及验收规范》（GB/T14173-2008）孔口宽 2.0m，孔口高度 2.0m，采用潜孔式平面滚动闸门，水头33.15m。
1.2 一般说明本闸门门叶采用Q355C钢板制造，门槽埋件钢板采用Q355C制造，型材材质为Q235B，止水座板为不锈钢材料06Cr19Ni10。
所用钢板厚度为6~20mm。
主轮材料采用ZG310-570，轴的材料采用45钢。
闸门侧止水橡皮采用“水利水电工程钢闸门设计规范”附录7中的P型橡皮，底止水采用I型橡皮。
1.3 闸门上的载荷静水压力P 水=12γ(2H s−ℎ)ℎB=1489kN设计水头Hs=33.15m，水重度r=10kN/m3，止水宽度B=2.13m，止水高度h=2.18m 泥沙压力（按2.0m计算）P 泥=12γnℎn2tan2(45°−φ/2)B=52kN淤沙的浮容重γn=10.995kN/m3；淤沙的内摩擦角φ=8°；闸门前泥沙淤积宽度B=3.1m；闸门前泥沙淤积厚度ℎn=2m。
总压力：P=P水+P泥=1541kN1.4 闸门结构形式及布置1.4.1 闸门尺寸的确定闸门高度：h z=2.28m。
闸门止水宽度：B z=2.13m闸门的载荷跨度：L1=2430m。
闸门主梁间距：L2=0.8m。
1.4.2 主梁的形式主梁的形式应根据水头和跨度大小而定，本闸门属小跨度，为了便于制造和维护，决定采用型材粱。
1.4.3 主轮的布置图 1 主轮布置图1.4.4 梁格的布置和形式梁格采用复式布置和降低连接，水平次梁穿过横隔板上的预留孔并被横隔板所支撑。
水平次梁为连续梁，其间距应上疏下密，使面板个区格需要的厚度大致相等，梁格的布置具体尺寸详见图2。
图2粱的布置尺寸图2：面板设计面板厚度按下式计算：+C（水利水电工程钢闸门设计规范SL74）t=a√k y pα[σ]t ——面板初选的厚度（mm）；a、b——面板计算区格的短边和长边长度（mm）；α——弹塑性调整系数；p——面板计算区格中心的水压强度(MPa)；[σ]——材料的弯曲抗拉容许应力；k y——支承板长边中点弯曲应力系数，取Ky=0.308～0.5；C——锈蚀裕量（mm），取C=2.0。
水工钢闸门结构设计(详细计算过程)
6 金属结构设计6.3 金属结构设计计算6.3.1 设计资料（1）闸门型式：露顶式平面钢闸门（2）孔口尺寸（宽×高）：6m ×3m （3）设计水头:3.16m （4）结构材料：Q235钢（5）焊条：E43（6）止水橡皮：侧止水型号采用P45-A ，底止水型号采用I110-16 （7）行走支承：采用胶木滑道，压合胶木为MCS-2 （8）混凝土强度等级：C25 （9）规范：《利水电工程钢闸门设计规范》（SL74-95）6.3.2 闸门结构的形式及布置6.3.2.1 闸门尺寸的确定1.闸门高度:考虑风浪产生的水位超高，将闸门的高度确定为3m 。
2.闸门的荷载跨度为两侧止水的间距：L 0=6.0m3.闸门计算跨度：L=L 0+2d=6.0+2×0.15=6.3m 6.3.2.2静水总压力闸门在关闭位置的静水总压力如图6.1所示，其计算公式为：229.8344.1/22gh PkN m图6.1 闸门静水总压力计算简图P6.3.2.3 主梁的形式主梁的形式应根据水头的大小和跨度大小而定，本设计中主梁采用实腹式组合梁。
6.3.2.4主梁的布置根据主梁的高跨比，决定采用双主梁。
两根主梁应布置在静水压力合力线上下等距离的位置上，并要求两主梁的距离值要尽量大些，且上主梁到闸门顶缘的距离c 小于0.45H ，且不宜大于 3.6m ，底主梁到底止水的距离应符合底缘布置的要求。
故主梁的布置如图 6.2所示图6.2 主梁及梁格布置图6.3.2.5 梁格的布置和形式梁格采用复式布置并等高连接，并使用实腹式竖向隔板兼作竖直次梁，使水平次梁穿过隔板上的预留孔而成为连续梁，其间距上疏下密，面板各区格需要的厚度大致相等，具体布置尺寸如图 6.2所示。
6.3.3 面板设计根据《利水电工程钢闸门设计规范》（SL74-95），关于面板的计算，先估算面板厚度，在主梁截面选择之后再计算面板的局部弯曲与主梁整体弯曲的折算应力。
- 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)。
1号主梁 6400 1.64052 5891.4844 0.54684 31.42125 5893.1249 15.984045 18858000 81838310 100696310 8839.6873 51148.944 59988.631 1645587 61.191727 152 483802640 206000 9.966E+13 0.7669596 3.5035629 4.2705225 8.5333333
4号主梁 6400 4735.084 3572.1 22.28275 15.876 8307.184 19.07938 26582990 97686400 1.24E+08 12460.78 61054 73514.78 1645587 75.51675 152 4.84E+08 206000 9.97E+13 1.081137 4.182032 5.263169 8.533333
3
底梁 6400 1.64052 0 0.54684 0 1.64052 0.27342 5249.664 1399910.4 1405160.1 2.46078 874.944 877.40478 1315549 1.0681169 152 275081232 206000 5.667E+13 0.0003755 0.1054049 0.1057804 8.5333333
闸门主梁计算表 主梁编号 计算跨度L(mm) 次梁传来集中力P1(N) 次梁传来集中力P2(N) 面板传来均布压力q1(N/mm) 面板传来均布压力q2(N/mm) 次梁传来总集中力P(N) 面板传来总均布压力q(N/mm) 集中力作用下弯距MP(N·mm) 均布压力作用下弯距Mq(N·mm) 总弯距M(N·mm) 集中力作用下支座反力RP(N) 均布压力作用下支座反力Rq(N) 总支座反力R(N) 主梁截面抵抗矩W(mm ) 主梁跨中截面应力σ (N/mm) 容许应力[σ ](N/mm2) 主梁截面惯性矩I(mm4) 主梁弹性模量E(N/mm2) EI(N·mm2) 集中力作用下跨中挠度fP(mm) 均布压力作用下跨中挠度fq(mm) 总跨中挠度f(mm) 容许挠度[f]=L/750(mm)
底、顶梁腹板用438×10mm钢板，上翼缘利用面板，下翼缘用200×12mm钢板。 面板有效宽度取B＝200mm 底、顶梁截面形心至腹板中心线的距离为：
e=(200×12×225-200×8×223)/(200×12+200×8+438×10)=183200/8380=21.9mm
底、顶梁组合截面惯性矩为： I=(1/12)×10×438 +438×10×21.92+200×12×203.12+200×8×254.92 I=70023060+2100692+98999064+103958416=275081232mm4 组合截面抵抗矩为：W＝275081232/(219+12-21.9)=275081232/209.1=1315549mm3
3
在n个（n为偶数）集中力作用下底（顶）梁跨中截面弯距为:MP=(n/8)×P×L 在均布压力作用下底（顶）梁跨中截面弯距为:Mq=(1/8)×q×L2 在n个（n为偶数）集中力作用下底（顶）梁支座反力为:RP=[(n-1)/2]×P 在均布压力作用下底（顶）梁支座反力为:Rq=(1/2)×q×L 在n个（n为偶数）集中力作用下底（顶）梁跨中截面挠度为: fP=[(5×n2－4)×P×L3]/(384×n×E×I) 在均布压力作用下底（顶）梁跨中截面挠度为:fq=(5×q×L4)/(384×E×I)
⑤ 830 2050 2.46988 0.436 1.8 0.01764 0.9 1.5 100 6.26475 8
6 900 1.8 0.01764 15.876 1071630 3572.1 153 7004.118 733368 1.461245
闸门底梁、顶梁计算表 主梁编号 计算跨度L(mm) 次梁传来集中力P1(N) 次梁传来集中力P2(N) 面板传来均布压力q1(N/mm) 面板传来均布压力q2(N/mm) 次梁传来总集中力P(N) 面板传来总均布压力q(N/mm) 集中力作用下弯距MP(N·mm) 均布压力作用下弯距Mq(N·mm) 总弯距M(N·mm) 集中力作用下支座反力RP(N) 均布压力作用下支座反力Rq(N) 总支座反力R(N) 底（顶）梁截面抵抗矩W(mm ) 底（顶）梁跨中截面应力σ (N/mm) 容许应力[σ ](N/mm2) 底（顶）梁截面惯性矩I(mm4) 底（顶）梁弹性模量E(N/mm2) EI(N·mm2) 集中力作用下跨中挠度fP(mm) 均布压力作用下跨中挠度fq(mm) 总跨中挠度f(mm) 容许挠度[f]=L/600(mm)
3号主梁 6400 5488 4735.0844 27.44 22.28275 10223.084 24.861375 32713870 127290240 160004110 15334.627 79556.4 94891.027 1645587 97.23224 152 483802640 206000 9.966E+13 1.3304813 5.449396 6.7798773 8.5333333
顶梁 6400 3572.1 0 15.876 0 3572.1 7.938 11430720 40642560 52073280 5358.15 25401.6 30759.75 1315549 39.582927 152 275081232 206000 5.667E+13 0.8176317 3.0601421 3.8777738 8.5333333
闸门面板计算表 区格号 ① ② ③ ④ ⑤ 短边a(mm) 1550 1380 980 930 830 长边b(mm) 2050 2050 2050 2050 2050 b/a 1.3225806 1.4855072 2.0918367 2.2043011 2.46988 K 0.584 0.479 0.5 0.5 0.436 区格中心水头h(m) 4.65 4.275 3.5 2.675 1.8 2 0.041895 0.0343 0.026215 0.01764 区格中心水压P(N/mm ) 0.04557 强度储备系数 0.9 0.9 0.9 0.9 0.9 弹塑性调整系数α 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 容许应力[σ ](N/mm2) 100 100 100 100 100 面板计算厚度t(mm) 21.762599 16.825232 11.045649 9.1638083 6.26475 设计面板厚度t(mm) 8 8 8 8 8 t=a×[(K×P)/(0.9×α ×[σ ]]1/2
闸门次梁计算表 区格号 1 2 3 4 5 跨度L(mm) 12 750 800 850 900 区格中心水头h(m) 4.65 4.275 3.5 2.675 1.8 2 0.041895 0.0343 0.026215 0.01764 区格中心水压P(N/mm ) 0.04557 三角形荷载q(N/mm) 0.54684 31.42125 27.44 22.28275 15.876 跨中弯距M(N·mm) 6.56208 1472871.1 1463466.7 1341607.2 1071630 支座反力R(N) 1.64052 5891.4844 5488 4735.0844 3572.1 2 152 152 152 152 152 容许应力[σ ](N/mm ) 3 0.0431716 9689.9414 9628.0702 8826.3634 7050.197 所需截面抵抗矩W(mm ) 733367 733367 733367 733367 次梁截面抵抗矩W(mm3) 733367 2 次梁截面应力(N/mm ) 8.948E-06 2.0083684 1.9955447 1.8293804 1.461247 支座反力：R=(1/4)×q×L 次梁腹板用442×8mm钢板，上翼缘利用面板，下翼缘用200×8mm钢板。 bl＝8mm，2c＝2×25×8＝400mm，B＝8+400＝408mm 次梁截面形心至腹板中心线的距离为： e=(408×10×226-200×8×225)/(408×10+200×8+442×8)=562080/9216=61mm 次梁组合截面惯性矩为： 3 I=(1/12)×8×442 +442×8×612+200×8×2862+10×408×1652 I=57567259+13157456+130873600+11078000=212676315mm4 组合截面抵抗矩为：W＝212676315/(61+221+8)=142430909/242=733367mm3
2号主梁 6400 5891.4844 5488 31.42125 27.44 11379.484 29.430625 36414350 150684800 187099150 17069.227 94178 111247.23 1645587 113.69751 152 483802640 206000 9.966E+13 1.4809808 6.4509356 7.9319164 8.5333333
主梁采用 45a工字钢，考虑面板参加工作， bl＝150mm，2c＝2×25×8＝400mm，B＝150+500＝550mm 组合截面形心到工字钢中心的距离为： e＝(550×8×229)/(10240+550×8)=1495000/16740=69mm 组合截面惯性矩为： 2 I＝322410000+10240×69 +550×8×1602=322410000+48752640+112640000 I=483802640mm4 组合截面抵抗矩为： W=483802640/(225+69)=1645587mm3 在n个（n为偶数）集中力作用下主梁跨中截面弯距为:MP=(n/8)×P×L 在均布压力作用下主梁跨中截面弯距为:Mq=(1/8)×q×L2 在n个（n为偶数）集中力作用下主梁支座反力为:RP=[(n-1)/2]×P 在均布压力作用下主梁支座反力为:Rq=(1/2)×q×L 在n个（n为偶数）集中力作用下主梁跨中截面挠度为: fP=[(5×n2－4)×P×L3]/(384×n×E×I) 在均布压力作用下主梁跨中截面挠度为:fq=(5×q×L4)/(384×E×I)