钢闸门设计
水工钢闸门课程设计布置
7. 启闭设备：电动固定式启闭机 启闭设备： 8. 闸门所用材料： 闸门所用材料： 门叶承重钢结构： 门叶承重钢结构：Q235.B钢 钢 焊 条：E43型 型 行走支承：采用滚轮，材料为铸钢 行走支承：采用滚轮，材料为铸钢ZG45 止水橡皮：顶止水、侧止水—P形橡皮；底止水 条形橡皮。 形橡皮； 条形橡皮。 止水橡皮：顶止水、侧止水 形橡皮 底止水—条形橡皮 9. 制造条件： 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。 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。 10. 采用的设计规范：《水利水电工程钢闸门设计规范 采用的设计规范： 水利水电工程钢闸门设计规范SL74—95》 》
ΔH
闸底高程
a
b
C
•
潜孔式： 潜孔式：
H=胸墙底高程 闸底高程 +∆H 胸墙底高程-闸底高程 胸墙底高程
（安装顶止水构造要求，取∆H=0.25~0.3m） 安装顶止水构造要求， ）
ΔH 0.1m
胸墙高程
闸底高程
a
b
C
⑵、闸门总宽
B=L0+2d+La+b
L0---孔口尺寸 孔口尺寸 d---行走支承到闸墙边缘的距离（本次设计取 行走支承到闸墙边缘的距离（本次设计取0.2~0.3m） ） La---边梁两腹板中到中距离 （本次设计取 本次设计取0.4~0.5m） ） b---边梁一块下翼缘的宽度
(三) 技术设计图 三 • 根据结构布置和结构计算成果，绘制闸门结构详图。 根据结构布置和结构计算成果，绘制闸门结构详图。 • 要求作闸门门叶结构的三视图：立面图、水平剖示图、 要求作闸门门叶结构的三视图：立面图、水平剖示图、垂 直剖示图。 直剖示图。 • 应做到图面布局合理，投影关系正确，表达清晰， 应做到图面布局合理，投影关系正确，表达清晰，线条分 明，字体工整，符合工程制图标准。 字体工整，符合工程制图标准。 • 图纸规格： 图纸 图纸（ × 左右图框） 图纸规格：1#图纸（75×50cm2左右图框） (四) 主要参考书目： 四 主要参考书目： • 钢结构》教材（第三版）。曹平周、 ）。曹平周 《钢结构》教材（第三版）。曹平周、朱召泉编 • 水工钢闸门设计》安徽省水利局勘测设计院， 《水工钢闸门设计》安徽省水利局勘测设计院，水利出版 社1980年 年 • 水电站机电设计手册》金属结构（ ），水利水电出版 《水电站机电设计手册》金属结构（一），水利水电出版 社1987年 年
露顶式平面钢闸门设计 (1)
水工钢结构露顶式平面钢闸门设计一、 设计资料① 闸门形式：露顶式平面钢闸门； ② 孔口尺寸（宽×高）：22m ×15m ； ③ 上游水位：； ④ 下游水位：； 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：；焊条：E43；行走支承：滚轮支承或者胶木滑道；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：考虑风浪所产生的水位超高为，故闸门高度=+=15m ； 闸门的荷载跨度为两侧止水的间距：L 1=22m ； 闸门计算跨度：L=L 0+2d=22+2×=。
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和跨度大小而定，本闸门属于大跨度，为了便于制造和维护，决定采用实腹式组合梁。
3.主梁的布置因为L=＜=×15=，所以选取7根主梁。
根据公式k y =]1)-(K -[K 32 1.51.5nH计算每一根主梁距水面的距离，取值为 y 1=4m ； y 2=7m ； y 3=9m ； y 4=11m ； y 5=12m ； y 6=13m ；y 7=14m 。
具体布置见下图：图二 主梁的布置 单位（m) 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，使面板各区格所需要的厚度大致相等，梁格的布置具体尺寸见下图图三 梁格布置尺寸图 单位（dm ）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10道横隔板，其间距为2m ，横隔板兼做竖直次梁。
（2）纵向连接系，设在两个主梁下翼缘的竖平面内，采用斜杆式桁架。
6.边梁与行走支承。
边梁采用双腹式，行走支承采用滚轮支承。
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=6.3m6.3.2.2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 P kN mρ⨯===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。
钢闸门设计
水利水电钢闸门设计一、设计资料：1 潜孔式平面闸门设计：①潜孔式平面闸门②孔口尺寸（宽×高）： 4.0m ×7.0m ③上游水位： 47m ④下游水位： 0m 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：滚动支承或胶木滑道止水橡皮：侧止水和顶止水用P 型橡皮，底止水用条形象皮 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》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）：4.0m ×7.0m③水头：4m二、闸门结构的型式及布置1 闸门尺寸的确定：闸门净高：7.0m 闸门高度：7.4m闸门的荷载跨度为两侧止水之间的间距：L=4m 闸门的计算跨度：L= L 0+2d = 4+2×0.2 = 4.4m2 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。
主梁根数采用5根。
6.154754475222222=-⨯=-=aHna β由公式 y k =β+n H 32()()[]5.15.11-+-+ββK K 得：每根主梁距水面的距离：m y 74.471=y 20.492= m y 62.503=m y 00.524= m y 34.535=图一闸门主要尺寸图（单位：m）4 梁格的布置和形式：根据面板的计算结果，采用复式。
详细布置见图二。
图二梁格布置尺寸图（单位：m）5 连接系的布置和形式：（1）横向连接系，根据主梁的跨度，布置4道横隔板，其间距为0.88m，横隔板兼做竖直次梁。
（2） 纵向连接系，由于面板尺寸较小，水平次梁较多，可以不必设置纵向连接系。
6 边梁和行走支承边梁采用单腹式，行走支承采用胶木滑道。
三、面板设计1 估算面板厚度：计算面板厚度的公式：[]σa kp at 9.0=当kp a kp at a ab068.01605.19.0,5.13=⨯⨯==≤则时，；当kp a kp at a ab07.01604.19.0,4.13=⨯⨯==>则时，计算结果详见表一：表一 面板厚度的估算根据上表计算，选用面板厚度t=15mm 2 面板与梁格的连接计算面板局部挠曲时产生的垂直与焊缝长度方向的横向拉应力P 按式：P max 07.0σt =计算，面板厚度t=15mm,近似取板中最大弯应力[]2max 160mmN ==σσ，则2max1681601507.007.0mmN 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 87058795400002473151040138700020=⨯⨯⨯⨯==面板与主梁焊缝厚度： [])7.0/(22wt f TP h σ+=mm 11)1157.0(87016822=⨯+=面板与梁格连接取焊缝厚度mm h f 11=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梁、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式：2下上a a pq +=计算，计算结果见表二。
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。
5、联结系的布置和形式（1）横向联结系根据主梁的跨度，决定布置三道横隔板，其间距为10.4/4=2.6m，横隔板兼做竖直次梁。
（2）纵向联结系设在两个主梁下翼缘的竖平面内，采用斜杠式桁架。
6、边梁采用双复板式，行走支承采用双滚轮式；滚轮安装于边梁双腹板中间，为减小滚动摩擦力，采用压合胶木定轮轴套；滚轮采用国家定型产品。
钢闸门设计规范
钢闸门设计规范钢闸门作为一种常见的建筑门类，广泛应用于各种场所，为了保证其使用性能和安全性，有必要制定相关的设计规范。
以下是钢闸门设计规范的主要内容：1. 材料选择：(1) 闸门框架和门扇应采用优质钢材制成，材料应符合国家标准要求，具有足够的强度和刚度。
(2) 闸门表面应进行防腐处理，常见的方式包括热浸镀锌、喷涂防锈漆等。
2. 结构设计：(1) 闸门框架应具备足够的刚性和稳定性，能够承受门扇负荷和外部作用力。
(2) 门扇应设计合理，开闭灵活，且能够自动复位，以确保每次关闭时都能够完全密封。
(3) 闸门应设有安全装置，如防撞装置、防夹手装置等，以防止意外事故的发生。
3. 尺寸规范：(1) 闸门宽度应根据实际情况确定，一般要求能够容纳通过的人员和物品。
(2) 高度应根据场地情况和安装位置确定，要求能够满足通行要求和保证安全。
(3) 闸门框架和门扇的厚度和宽度应符合国家标准，能够满足设计要求和承受负荷。
4. 安装要求：(1) 安装前需进行场地勘察，确保闸门能够正常开闭，并且不会与建筑物或其他设施发生碰撞。
(2) 闸门的基础应该牢固，施工时要遵守相关的建筑标准和规范。
(3) 安装完成后，应进行功能性测试和安全性检查，确保闸门的正常运行和使用安全。
5. 使用与维护：(1) 闸门的使用要求应明确告知用户，包括开关方法、使用注意事项等。
(2) 定期对闸门进行维护保养，保持闸门的良好状态，延长使用寿命。
(3) 对于发现的故障或损坏，应及时修理或更换，以确保闸门的正常运行。
综上所述，钢闸门设计规范是确保闸门在使用过程中能够达到预期功能，并保证用户和工作环境安全的重要文档。
制定规范可以标准化钢闸门的设计、生产和安装过程，进一步提高钢闸门的质量和安全性。
同时，规范的执行也需要相关各方共同努力，包括制造商、施工单位和用户等，形成一个协同合作的良好环境。
露顶式施工钢闸门平面设计
《水工钢结构》暨露顶式平面钢闸门课程设计一、设计资料闸门的形式：暨露顶式平面钢闸门；孔口净宽：8.00m设计水头：5.00m刚才结构：Q235镇静钢焊条：E43止水橡皮:：侧止水选用P60A型橡皮，底止水选用I110—16型。
行走支撑：采用胶木滑道，压合胶木为MCS—2；混凝土强度等级：C20二、设计内容及步骤1、闸门尺寸的确定，如下图所示：闸门的高度：考虑风浪所产生的水位超高为0.2m，所以，闸门的高度H=5.0+0.2=5.2m闸门的和和在跨度为两侧止水间的跨度：L0=8.0m闸门的计算跨度：L=L0+2×0.3=8.6m2、主梁形式的确定：主梁的形式应根据水头和跨度大小而定，本设计采用焊接组合截面形式，闸门的长度（L1=8m多）。
3、主梁的布置因为L=8.6m，且L/H=1.65>1.5，所以采用双主梁根据公式计算每一根主梁距水面的距离，K及第K跟主梁，得：y1=2.26m y2=4.4m如右图所示4、梁格的布置和连接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，使面板各区格所需要的厚度大致相等，初步估测水平次梁为3根，竖直次梁为3根,且竖直次梁的间距b=8.6/4=2.15m。
梁格的布置具体尺寸如下页所示。
5、连接系的布置和形式（1）横向连接系，根据主梁的跨度设置横隔板3道，其间距为2.15m。
横隔板兼做竖直次梁使用。
（2）纵向连接系，设在两个主梁下翼缘的竖平面内，采用斜杆式桁架。
6、边梁与行走支撑边梁采用单腹式，行走支撑发采用滑动式。
每个边梁上不知梁格行走支撑，共有P4个行走支撑。
三、面板的设计假设梁格的布置如上图所示，面板的厚度按下式计算：式中0.9——面板参加主梁工作需要保留一定的强度储备系数；α——弹塑性调整系数，当b/α<=3时，α=1.5，当b/α>3时，α=1.4;[σ]——刚才的抗弯容许应力，以N/mm2计。
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。
钢闸门
目录1设计资料2闸门结构的形式及布置3面板设计4水平次梁、顶梁和底梁的设计5主梁设计6 横隔板设计7 纵向连接系8 边梁设计9 行走支撑设计10滚轮滑道设计11 闸门启闭力和吊耳计算露顶式平面钢闸门设计一、设计资料结构材料：Q235钢；焊条：E43；止水橡皮：侧止水用P形橡皮，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;混凝土强度等级为C20.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：5.5m；二,闸门结构的形式及布置1.闸门主要尺寸图（单位：m）1）闸门的高度：考虑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：L1=9m；3）闸门的计算跨度：L=L1+2d=9+2×0.2=9.4m。
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.主梁的布置据闸门的高跨比，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=1.83m,并要求下悬臂a≥0.12H和a≥0.4m,上悬臂c≤0.45H,今取，a=0.63m≈0.12H=0.66m主梁间距：2b=2(y-a)=2*(1.83-0.63)=2.4m.则c=H-2b-a=5.5-2.46-0.63=2.47m=0.45H并小于2.475m.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，使面板各区隔需要的厚度大致相等，梁格布置的具体情况见详图。
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3道横隔板，其间距为2.35m ，横隔板兼做竖直次梁。
（2）纵向连接系，设在两个主梁下翼缘的竖直平面内，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。
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。
钢闸门整套设计施工图纸（16张）
水利水电钢闸门设计规范
水利水电钢闸门设计规范篇一：闸门技术要求闸门基本技术要求1 安装运行、维修的环境1.1 安装处所：室外1.2 海拔高度：1200m1.3 环境空气温度最高运行温度：40℃最低运行温度：-25℃最低存放温度：-30℃1.4 相对湿度: 80%1.5 介质为含沙水1.6 介质温度：0℃~35℃2 技术数据3 闸门技术要求3.1闸门设计工作压力：进水闸门单向承压：正向受压： 0.2Mpa反向受压： 0 Mpa检修闸门单向承压：正向受压： 0.2Mpa反向受压： 0 Mpa工作行程：进水闸门：3.7m出水闸门：3.7m最大行程：进水闸门：10.3m（1台）出水闸门：10.3m（1台）闸槽高度（初定）：进水闸门：13.6m（1台）出水闸门：13.6m（1台）3.2 主要构件材质要求：门板、楔块：Q235C闸槽、门楣、底槛：耐腐蚀合金铸铁密封圈：橡塑复合材料（闸门板与闸槽的摩擦系数不得大于0.4）滑块：MBJ尼龙螺杆、连接杆、连接套筒、紧固件：1Cr133.3 构造3.3.1闸门为明杆升降形式，要求中间设若干轴导架用于固定支撑传动杆，轴导架安装于混凝土侧墙上，孔内设有铜合金轴套，以保证传动杆在受力情况下不变形。
3.3.2由于进水闸门和出水闸门最大提升高度（检修行程）均在13.6米以内，为检修时方便拆卸传动杆，要求传动杆采用分段联接的方式。
3.3.3闸门主要由启闭装置、螺杆、连接杆、连接套筒、门槽、门体、导向槽、密封装置、轴导架、紧固件、可调楔块等主要部件组成。
3.4 闸门门板在闸槽内应能灵活起落，关闭时密封圈应接触紧密，位置正确，楔块接触均匀、紧密。
3.5 泄漏量门槽与门板密封座间隙小于0.03mm闸门最大正向工作水头时泄漏量不大于1.25L/min.m3.6 防腐：3.6.1 钢材表面进行预处理，先脱脂净化，再进行喷射处理，经处理后的金属表面，要求其表面清洁度等级为Sa3,表面粗糙度等级为Ry 60～100μm。
钢闸门及启闭机水工金属结构及电气设计
金属结构及电气设计1 金属结构本设计涉及的金属结构包括钢闸门及启闭机。
1.1 平面钢闸门设计设计选用平面钢闸门，平面钢闸门与其他形式闸门相比有以下优点：结构简单，制造与安装容易，而且工作量小；结构刚度大，工作可靠，运行维护费用低，可提到水面以上检修；操作简单、迅速，安全，有互换性；应用范广泛，可在各类水利水电工程及通航枢纽中，用作工作闸门、事故闸门、检修闸门及施工导流闸门。
1.1.1 平面钢闸门结构型式及布置1、闸门尺寸的确定根据闸孔尺寸为10.0×6.0m，确定闸门两侧止水间距为L=10.0m，计算跨度为孔1口宽度+支撑中心至闸墩侧面的距离的两倍，取为L =10.55m，闸门的高度为孔口高度H=6.0m。
2、主梁的型式主梁是闸门最主要的承力构件，其数量主要取决于闸门的尺寸和水头的大小。
对于闸门跨度L较大，而门高H较小（L≥1.5H）的露顶闸门，主梁数目一般为两根。
本闸门跨度为10.0m，高度为6.0m，10.0/6.0≥1.5，因此确定为双主梁闸门。
属于中等跨度闸门，为了便于制造和维护，设计采用实辅式组合粱。
3、主梁的布置为使两主梁在设计水位时所受的水压力相等，两个主梁的位置对称于水压力合力的作用线，如图9-1所示。
主梁位置还需要满足下列要求：①主梁的间距应尽量大些，以保证闸门的竖向刚度。
②闸门的上悬臂c不易过长，通常要求c≤0.45H，以保证门顶悬臂部分有足够的刚度。
悬臂c值也不宜超过3.5m。
③主梁间距应满足滚轮行走支承布置的要求。
④工作闸门的下主梁距平面闸槛的高度应不至于产生真空现象，并要求下悬臂a ≥0.12H 和 a≥0.4m，取：a=0.12×6≈0.7m，c=0.45×6=2.7m；主梁间距：2b=H-c-a=6-2.7-0.7=2.6m；图9-1 梁格布置尺寸4、梁格的布置及型式梁格采用复式布置和等高连接，使水平次梁、竖直次梁和主梁的前翼缘都直接与面板相连，以便于梁系与面板形成强固的整体，面板可与梁系共同受力，形成梁截面的一部分，从而减少梁系的用钢量。
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×12.0m3、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21.01511（水平次梁）638.5 1.015 648.11.01512（主梁）648.4 0.990 641.90.96513（底梁）657.9 0.4825 317.4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=659700mm3；I x=118742000mm4；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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翼缘截面选择
。每个翼缘需
W t h ⑤ 要截面为： A 1 h 6 0
0
A1(mm2)
W(mm3)
4954.01 下翼缘选用:
5673611.11
t1 需要
20.00
b1
247.70
h0/2.5
360.00
h0/5 上翼缘的部分 截面可利用面 板，故只需设 置较小的上翼 缘板同面板相 连，选用
180.00
h0
90.00 30.00
0.90
81
47.7
2
60
93.7
208.2
45.86
cm
328061.60
cm4
7154.32
cm3
6716.39
cm3
121.64
（N/mm２）
54.00
cm
3、翼缘焊缝
梁高开始改变 的位置取在临 近支承段的横 向隔板下翼缘 的外侧，离开 支承段的距离 为:
235-10=225cm 。 剪切强度验 算： 考虑到主梁段 部的腹板及翼 缘部分分别同 支承边梁的腹 板及翼缘相焊 接，故可按工 字钢截面来验 算剪应力强度 。 主梁支承端截 面的几何特性 如下表:
p----面板计算区格 中心的水压力强 度，N/mm2; a、b---面板计算区 格的短边和长边长 度，mm，从面板 与主次梁的连接焊 缝算起； 〔σ〕---钢材的抗 弯容许应力，按表 4.2-1-2采用
а 1.4
а 1.5
〔σ〕 160
〔σ〕 160
（аσ）^0.5 0.06681531
（аσ）^0.5 0.064549722
厚度t(mm)
7 面板与主梁连 接焊缝方向单 位长度内的剪 力：
T=VS/2I0=36N /mm
V(N)
333450.00 由下式计算面 板与主梁连接 的焊缝厚度：
σmax 160
S( mm3) 1093766.96
p(N/mm2) 78.4
I0 1142010726.35
T(N/mm) 159.68
q(kN/m) 74.10
Vmax(kN) 333.45
cm3
E 206000.00
cm
[v/l] 0.0017
由于钢闸门中 的横向隔板质 量将随主梁增 高而增加，故 主梁高度宜选 得比hBC小，但 不小于hmin。 现选用腹板高 度。
h0 腹板厚度选择 。按经验公式 ④ 计算：
90.00
tw h /11
面板厚度计算 表格1
区格 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ Ⅵ
a(mm) 1650 1010 790 710 620 430
b(mm) 2350.00 2350.00 2350.00 2350.00 2350.00 2350.00
b/a 1.424 2.327 2.975 3.310 3.790 5.465
k 0.535 0.499 0.499
A组合 4414.24
3、水平次梁的强 度验算： 第一跨跨中：
σ次（N/mm２）
支座C处：
86.89
σ次（N/mm２）
说明水平次梁选用 ［16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 发生在边跨，则边 跨跨中挠度可近似 的按下式计算：
485.00 对于支座C段
面板厚度t(mm) 7.00
面板中心到槽 钢中心的距离
(mm) 83.50
B(mm) 271.32
面板厚度t(mm) 7.00
面板中心到槽 钢中心的距离
(mm) 83.50
0.36
940.00
e(mm) 48.00
e(mm) 36.00
跨中截面特性 A组合
5910.00 支座处截面特 性
w/l 0.000825556 0.000732309
q（N/mm） 31.008 31.008
L（mm） 2350.00 2350.00
五、主梁设计
1.设计资料
1） 主梁跨度：
净宽L0
计算跨度L
荷载跨度L1 2） 主梁荷载：
p(kN/m)
148.23
横向隔板间 3） 距：
2350.00 mm
4） 主梁允许挠度
一、设计资料
孔口净宽（m）
9
正常挡水位（m）
417
闸门底高程（m）
411.5
设计水头（m）
5.5
钢闸门形式：
采用露顶式平 面钢闸门
结构材料：
平炉热轧碳素 钢A3
焊条：
E侧4止3 水采用P
型橡皮，底止
止水橡皮：
水用条形橡皮
。
行走支撑：
采用滚轮。
砼标号：
C25
二、闸门结构的形 式及布置 1、闸门尺寸的确 定
假定梁格布置 尺寸如图3所 示，面板厚度 按下式计算：
a
kp
mm
式中：
k---弹塑性薄板支 撑长边中点弯应力 系数，按附录表 G1~G3采用 а---弹塑性调整系 数，b/a>3时，а =1.4;b/a<=3时，а
=1.5;
当b/a>3时，а 1） =1.4;
b/a<=3时，а 2） =1.5;
b1(mm)
780.00
b1(mm)
160
b2(mm) 740.00 b2(mm)
mm
式（6-11）
式（6-12）
表G4 L0/b ξ1
ξ2
1880
940
b(mm) 760.00
b(mm)
对于跨中正弯矩段
ξ1
L0(mm)
0.78
1880.00
对于支座负弯矩段
ξ2
L0(mm)
780.00 对第一跨中选 用
q=p*（a上+a 下）/２ （kN/m） 3.84 19.10 24.62 27.47 31.01 30.72 16.17
3.872
2、截面选择
W
M
考虑利用面板作为 次梁截面的一部 分，初选［16，由 附录三表4查得：
W(mm3) 114517.8735
A Wx Ix b1 d
Mmax(N*mm) 18322859.76
2） B=ξ1b或B=ξ2b 式中： b=(b1+b2)/2--b1和b2分别为 次梁与两侧相 邻梁的间距； ξ1，ξ2----有效 宽度系数，可 按表G41查得 ξ1适用于梁的 正弯矩图为抛 物线的梁段， 如在均布荷载 作用下的简支 梁或连续梁的 跨中部分； ξ2适用于负弯 矩图可近似的 取为三角形的 梁段，如连续 梁的支座部分 或悬臂梁的悬 臂部分。 按5号梁计算 确定上式中面 板的有效宽度 系数是，需要 知道梁弯矩零 点之间的距离 L0与梁间距b之 比值。 对于第一跨中 正弯矩段取 L0=0.8L 对于支座负弯 矩段取 L0=0.4L
t1
20.00
b1 面板兼作主梁 上翼缘的有效 宽度取为：
140.00
B b1 60
弯应力强度验 ⑥算
主梁跨中截面 （见下图)的几 何特性如下 表：
560.00
cm
0.862
h0(mm) 900.00
mm 300.00
mm mm mm
部位
截面尺寸(cm)
面板部分
56
0.7
上翼缘板
14
2
0.90
cm
现列表计算：
水平次梁．顶梁和底梁的水压力计算
梁号
梁轴线处的水压强 度p (kN/mm２) 梁间距（mm）
（a上+a下）/２ （mm）
1（顶梁）
2次梁
３（上主梁）
4次梁
5次梁
6（下主梁）
7（底梁）
根据上表计算水平
次梁弯曲时的边梁
跨中弯矩为：
M次中(KN*m)
13.19
支座B处的负弯矩 为:
M次B(KN*m)
18.32
0.0 13.4 24.5 33.1 40.8 48.0 53.9
q（kN/m） 31.01
q（kN/m） 31.01
1720 1130 880 780 740 500 5750
L（m） 2.35
L（m） 2.35
1425 1005 830 760 640 300
k 0.0770
k 0.107
tw(mm) 9.00
mm mm mm
截面面积A(cm2)
各形心离面板 表面距离(cm)
39.2
0.35
28
1.7
腹板 下翼缘 合计
截面形心矩：
y1
Ay' A
截面惯性矩：
I t h03 Ay2
12
截面模量： 上翼缘顶边：
Wmin
I y1
下翼缘底边：
Wmin
I y2
弯应力：
M max Wmin
压力合力的作
1）
用线
y=H/3
1.83
1.8
2）
下悬臂
a>=0.12H
0.66
0.6
3）
主梁间距：上悬臂
c=H-2b-a
2.50
c<=0.45H
2.66
2.5
4、梁格的布置形
式
梁格采用复式布置
和等高连接，水平
次梁穿过横隔板上
的预留孔并横隔板
所支撑，水平次梁
为连续梁。
B 取B 则水平次梁组 合截面面积 A：
A组合 5910 组合截面行心 到槽钢中心线 的距离 e 跨中组合截面 的惯性矩及截 面模量为:
I次中
Wmin
740.00
760.00
485