水工钢闸门结构设计(详细计算过程)
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。
水闸设计步骤计算书(多表)(word版)
堰顶以上至工作桥底梁之间的净高为:
式中: 为相应于最大过闸流量的堰顶水深； 为闸门高度,； 为富裕高度。
五、交通桥、工作便桥形式的拟定
六、分缝和止水的布置
七、两岸连接建筑物的布置
水闸两端与河岸连接时,需设置连接建筑物,其组成部分有岸墙,上下游翼墙。
(
闸室稳定计算
一、闸室结构荷载计算
取相邻顺水流向永久缝之间的闸段作为计算单元。闸室所受荷载如图5－1所示:
悬挂点(mm)
A
B
E
F
I
J
H
h1
h2
d
D
C
e
表4－4OPQ-2×12.5t型闸门启闭机外形主要尺寸
型号
基础主要尺寸(mm)
作用荷载
A
B
C
E
F
G
I
J
M
N
Q1
Q2
Q3
Q4
四、工作桥尺寸拟定
为了安置闸门的启闭设备及工作人员操作的需要,通常要设置工作桥,并在闸墩上修建支墩或排架来支承工作桥。
(
总宽度=基座宽度+2×(操作宽度)+2×(栏杆柱尺寸)
12
内部水平段
13
内部垂直段
14
内部水平段
15
出口段
计算得:
(
根据式 计算
式中: ；
表3－2各典型段渗压水头损失计算表
渗压水头损失
设计正向
设计反向
校核正向
当底板有倾斜段时
(
(1)进口处修正系数 :
进口段水头损失应修正为: ；
进口段水头损失减小值为:
按相应公式修正各段的水头损失值为:
（2）出口处修正系数 :
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。
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。
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
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.计算水头：50.00m。
（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kpt=aa[]9.0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=0.07х14х160=156.8.2N/mm ,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=。
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。
水工钢结构课程设计任务书(平面钢闸门)
水工钢结构课程设计任务书（平面钢闸门设计）班级：农业水利工程12-1、2一、设计任务为某水库溢洪道设计平面钢闸门一面，作为主要工作闸门。
二、设计资料1、 孔口净宽：12米。
2、 计算水头：6米。
3、 材料：门叶结构 Q235，侧止水用P －60A 型橡皮，底止水用I110—16条型橡皮，焊条 E43型，砼等级C20，采用普通螺栓。
4、参考资料：《水工钢结构》范崇仁主编，《水利水电工程钢闸门设计规范》。
三、设计要求1、 编写设计书，参照“设计计算参考提纲”的内容，对原则问题应有简略的论证并附必要的简图。
用A4打印，用铅笔绘制简图。
2、 手工绘制施工图，图幅为A2图2张（或A3图4张）。
图中包括：门叶结构总图、侧视图、俯视图、必要的大样图，闸槽尺寸及埋固构件。
比例根据布图需要自定。
3、 作出闸门的材料表附在设计图上。
四、设计参考提纲1、 根据闸门工作条件，初步拟出闸门的构造形式及其总体布置⑴ 选择闸门的基本尺寸门高：6＋0.3（门的超高，高出孔口净高）=6.3ｍ。
门宽：为了布置侧止水和行走支承闸门宽度等于孔口净宽＋2×0.3ｍ。
⑵ 选择梁格布置方案主梁根数和布置，为简化设计和制造方便，又能保持闸门的整体刚度。
对与跨度远大于门高平面闸门，宜采用双主梁的复式梁格。
主梁位置按等水压力的原则布置，上下主梁应放置在离水压合力作用线相等的位置，并要求门的下悬臂≥0.12门高，上悬臂≤0.45门高。
水平次梁的间距，根据水压力的变化，应布置上疏下密，使各区格的面板厚度大致相同。
次梁可采用槽钢（包括顶梁和底梁）。
底梁不到底，布置底止水。
设置横隔板三道，等间距。
边梁采用单腹式。
⑶ 梁格采用齐平连接水平次梁穿过横隔板成连续梁。
纵向联结系，两主梁的下翼缘设斜杆，形成纵向桁架。
将所选择的梁格布置方式、行走支承的位置绘出简图。
2、 面板设计根据梁格布置，进行面板设计。
列表估算面板厚度，结合构造要求选择面板厚度。
对底梁下的面板悬出段，应按悬臂板进行验算。
水工钢结构露顶式平面钢闸门设计计算书-水利水电工程钢结构课程设计
目录一、设计资料 (2)二、闸门结构的形式及布置 (2)三、面板设计 (4)四、水平次梁、顶梁和底梁的设计 (5)五、主梁设计 (10)六、横隔板设计 (16)七、纵向连接系设计 (17)八、边梁设计 (18)九、行走支承设计 (20)十、滚轮轨道设计 (21)十一、闸门启闭力和吊耳计算 (22)十二、液压式启闭机 (23)水工刚结构露顶式焊接平面钢闸门设计计算书一、设计资料1、闸门形式：露顶式平面钢闸门；2、孔口尺寸（宽*高）：18m*15m；3、上游水位：14.8m；4、下游水位：0.2m；5、闸底高程：0m；6、启闭方式：液压式启闭机；7、材料：钢结构：Q235-A.F；焊条：E43型；行走支承：滚轮支承；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：《水利水电工程闸门设计规范SL 1947-2005》二、闸门结构的形式及布置1、闸门尺寸的确定（如下图）闸门高度：考虑风浪所产生的水位超高为0.2m,故闸门高度=14.8+0.2=15m；闸门的荷载跨度为两侧止水的间距：L1=15m；闸门的计算跨度：L=L0+2×0.2=18+0.4=18.4m。
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.主梁的布置因为L=18.00<1.5H=1.5X15=22.5所以是选取7跟主梁。
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=3.78m; y2=6.91m; y3=8.95; y4=10.60m; y5=12.02m; y6=13.29m;y7=14.45m 具体布置见下图：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页图。
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。
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。
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 。
水利水电工程水工钢结构课程设计
露顶式平面钢闸门设计 2007101316王亮春一、 设计资料闸门形式：溢洪道露顶式平面钢闸门； 孔口净宽：14.00m ； 设计水头：6.00m ； 结构材料：Q235； 焊条：E43；止水橡胶：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：C20二、闸门的结构形式及布置 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 ，故闸门高度为9+0.3=9.3米闸门的荷载跨度为两侧止水的间距即为孔口净宽：()114L m = 闸门的计算跨度：()021420.314.6L L d m =+=+⨯=2、主梁的形式本闸门为中等跨度，为了便于制造和维护决定采用实腹式组合梁 3、主梁的布置闸门高跨比/ 1.5L H ≥ 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的作用线()/33y H m ==（图2），并要求下悬臂0.12a H ≥和0.4a 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，使面板各区格需要的厚度大致相等，梁格布置的具体尺寸见详图25、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，其间距为横隔板兼作竖直次梁。
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、边梁和行走支承变量采用单腹式，行走支承采用胶木滑道。
三、 面板设计根据SL74—95《水利水电工程钢闸门设计规X 》修订送审稿，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上图所示。
面板厚度按式（7--3）计算：[]0.9kpt aa σ=当/3b a ≤时， 1.5a =，则0.0680.9 1.5160kpt aa kp ==⨯⨯当/3b a >时， 1.4a =，则0.070.9 1.4160kpt a a kp ==⨯⨯现列表（如下）计算：表1注 1、面板边长a 、b 都从面板与梁格的连接焊缝算起，主梁上翼缘宽度为260mm （详见于后）；2.、区格Ⅰ、Ⅵ中系数k 由三边固定一边简支板查得。
钢闸门结构计算书
止水摩阻力 7.644
闸门自重 8.500 上托力 1.872 加重后启门力 91,nG'=1.1
632侧止水受压宽度单边侧止水受压侧止水平均压强0
**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 侧止水间距 上游水深 下游水深 1.300 1.300 8.000 0.000 滑道摩阻力 滑道摩擦系数f2 0.150 18.632 止水摩擦系数f3 侧止水受压宽度 单边侧止水受压 侧止水平均压强 0.500 0.080 1.300 73.500 底止水至下游面 侧止水间距 平均下吸强度 下吸力 0.212 1.300 20.000 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 6.750 1.300 0.310 27.203 上游水深 底止水到上游面 侧止水间距 上托力系数βt 1.000 8.000 0.018 1.300 无加重启门力 闭门力 计算需加重块重 实际加重块重 73.596 25.754 17.254 18.000 选启闭机型号：QPQ－125KN卷扬式启闭机 计算公式 总水压力P=0.5*γ*[(2Hs－h)*h－Hx2]*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 启门力FQ＝nT*(Tzd+Tzs)+Px+nG'*G+Gj+Ws 总水压力 124.215
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。
水工钢结构露顶式平面钢闸门设计计算书-水利水电工程钢结构课程设计
5.83 8.90 11.05 11.07 11.46 11.56 11.52 9.14 9.94 9.87 10.71 10.83 9.20
水利水电工程钢结构课程设计
14 15 16 17 18 19 20 21
500 500 490 490 480 480 480 400
2000 2000 2000 2000 2000 2000 2000 2000
0.675
61.12
12
96.92 0.700
0.675
65.42
13
103.78 0.680
0.690
71.61
14(主梁)
110.45 0.530
0.605
66.82
15
115.64 0.500
6 / 25
0.515
59.55
水利水电工程钢结构课程设计
16
120.54 0.500
0.500
60.27
2 / 25
水利水电工程钢结构课程设计
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页图。 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 8 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。
对支座段选用 B=308(mm).则组合截面面积：A=2883+308×12=6579(mm2) 组合截面形心到槽钢中心线的距离：e= 支座处组合截面的惯性矩及截面模量： I 次 B=17804000+2883×59.5 +308×12×65.5 =43867304(mm )
水利水电工程钢结构课程设计-水工刚结构露顶式焊接平面钢闸门设计计算书.
水工刚结构露顶式焊接平面钢闸门设计计算书一、设计资料闸门形式：炉鼎是平面钢闸门；空口尺寸(宽×高): 26m×12m上游水位：11.8m下游水位：0.1m闸底高程：0m启闭方式：电动固定式启闭机材料：钢结构Q235-A.F；焊条：E43型；行走支承：滚轮支承；止水橡皮：侧止水用P型橡皮，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：考虑风浪所产生的水位超高为0.2m，故闸门高度H=11.8+0.2=12m；闸门的荷载跨度为两侧止水的间距：L1=26m；闸门计算跨度：L=L0+2d=22+2×0.2=26.40m。
2.主梁的形式主梁的形式应根据水头和跨度大小而定，本闸门应用实腹式组合梁。
3.主梁的布置因为L=26.40＞1.5H=1.5×12=18所以采取双主梁。
为使两根主梁在设计水位时所受的水压力相等，两根主梁的位置应对称与水压力合力的作用线y=H/3=4.0m,并要求下旋臂a≧0.12H和a≧0.4m、上悬臂c≦0.45H，现取a=1.5m ≈0.12H=1.44（m）主梁间距： 2b=2（y﹣a）=2×2.5=5（m）则 c=H-2b-a=12-5-1.5=5.5（m）=0.458H (满足要求)(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页图。
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16道横隔板，其间距为1.65m ，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。
边梁采用单复试，行走支承采用胶木滑道。
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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(宽辭)：6mX3m(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1110-16(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 o=6.Om3.闸门计算跨度：L=L+2d=6.0+2X).15=6.3m 6.3.2.2静水总压力9.8 322 = 44.1kN /m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:图6.1闸门静水总压力计算简图632.3 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。
初选面板厚度。
面板厚度计算公式为:当 b/a >3 时，a =1.4 ；当 b/a W 时，a =1.5。
列表进行计算，见表6.1:图6.2主梁及梁格布置图二aABCD表6.1面板厚度计算表区格 a (mr) b (mr) b/a k y 2q (N/mm ) S (mm)I650 r 2100 3.231 1 0.750 0.0032 2.13 : n650 2100 3.231 0.500 0.0096 3.01 出 466 21004.506 0.500 0.0150 2.70 IV466 2100 4.506 0.500 0.0200 3.11 V466 2100 4.506 0.500 0.0242 3.42 出300 2100 7.000 0.750 0.0279 2.90由上表的计算结果，再加上2mm 勺腐蚀余度，选用面板厚度为 6mm634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、底梁都是支承在隔板上的连续梁，作用其上的水平压力可按 下式计算：a 上+a 下列表计算，具体计算过程见表6.2 :表6.2水平梁水平压力计算表梁号架雜纯处静水賦强 q （kN/m*） 葉间距 （m ）。
上十叭“I 2 p (kN/m)1 （顶梁） (i, 37P 0 975 6.211 2 （上主集）12.71 0,65 (1 560 7, 134 3 17,31 0* 47 0- 470 8. 136—4r 2L89 n 0,47 P 0. 47010. 288 5 （下上梁）26-46 0.47 3B5 10. 187 fi 〔底梁）29.10,3d l&o4,410经计算，水平次梁计算荷载取10.3kN/m ，水平次梁为三跨连续梁，跨度为 2.1m 。
计算简图如图6.3所示：图6.3水平次梁计算简图q=10.3kN/m故水平次梁弯曲时跨中弯矩为：2 2M 1 =0.08q|2=0.08 10.3 2.1 -3.63kN m支座B 处的弯矩为:M 4.54106k- I 160 =28375mm3M B =0.1q|2 =0.1 10.3 2.12=4.54kN m（2）截面选择考虑利用面板作为次梁截面的一部分，初选［14a,查表得：2 3 4A=1851mm Wx=80500mm lx=5640000mm； b=58mm d=6mm 面板参加次梁工作的有效宽度：B =60心丄b =60 6 58 = 418mmB= \b （正弯矩段）B=；b （负弯矩段）按4号梁进行计算，梁间距为b=470mm对于连续梁的正弯矩段l0 =0.81 =0.8X2100 =1680mm , l0 / b =1680 / 470 =3.57，查表得 &=0.87 , 故B = ©b=409m m对于其负弯矩段l°=0.4l=0.4 2100 =840mm , l°/b =840/470 =1.79，查表得£=0.64，故B = 2b =301mm面板参加水平次梁工作后的组合截面如图 6.4所示：对于第一跨中，选用B=409mm则水平次梁的组合截面积为2A=1851+409-6=4305mm=36mm组合截面形心到槽钢中心线的距离为:409 6 73 c e42mm4305跨中组合截面的惯性矩及截面模量为：h =5640000 1851 422409 6 31^ 11263458 mm 411263458 3W min100567mm 3112对支座段选用B=301mm 则组合截面面积为：A=1851+301>6=3657mm组合截面形心到槽钢中心线的距离为:301 6 73e 二3657支座组合截面的惯性矩及截面模量为：h =5640000 1851 362 301 6 372 -10511310mm 4W min =10511310= 99163mm 3106(3) 水平次梁的强度验算由于支座B 处弯矩最大，且截面模量最小，故只需验算支座B 处截面的抗弯6强度，即；亠=_^^=4.54 10=45.78N/mm 2v l=160N/mm 2W min99163故水平次梁选用［14a 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，由于水平次梁在B 支座处 截面的弯矩已经求得，则边跨挠度可近似地计算为：f ql 4 10.3 2.13 109f 0.677 0.677 50.00030.004 l100EI 1l100 2.06 105 10511310|lj故水平次梁选用［14a 满足强度和刚度要求。
(5) 顶梁和底梁顶梁所受的荷载较小，但考虑水面漂浮物的撞击等影响，必须加强顶梁的刚 度，故采用［16a 。
底梁采用［14a 。
6.3.5主梁设计(1)设计资料主梁荷载：q=P/2=22.05kN/m主梁跨度：计算跨度L=6.3m，荷载跨度Lq=6m。
隔板间距：2.1mmaxq L q L L q(2 2 422.05 66.3 6—2- ”2109.15kN mmax生=丝心"6.15kN2 2max109.15 10001443=758cm49.5 0.6 20.3115.8二 5.2cm主梁允许挠度：用=1/600 (2) 内力计算主梁计算简图如图6.5所示：图6.5主梁计算简图q=22.05kN/m(3) 需要的截面模量已知Q235钢的允许应力［q|=160N/mm2考虑钢闸门自重引起的附加应力作 用，取允许应力为［q ］=0.9 X160=144N/mm 则需要的截面模量为：考虑利用面板作为主梁截面的一部分，初选 I40a ，查表得：A=86.1cm2; Wx=1090cm ； Ix=21700cm4; b=142mm d=10.5mm t=16.5mmo面板参加主梁工作有效宽度：B =60、 b =60 6 142 = 502mm取 b=0.5m, l o =6.3m, l o /b=12.6，查表得 &=0.99，故B= 1b =0.99 X 0.5=495mm故选用B=495mm 则主梁组合截面面积为：A=86.1+49.5 X 0.6=115.8cm2组合截面形心到工字钢中心线的距离为：W min30800 25.2=1222.2cm 3组合截面的惯性矩及截面矩为：J =21700 86.1 5.22 49.5 0.6 15.12 =30800cm 4（4）弯应力验算2 3 S =14.2 1.65 24.4 0.5 1.05 23.6 = 864.1cmM 噺_ 109.15 106= 3 W min 1222.2 10 2 2=89.3N / mm <144N / mm66.15 103864.1 10330800 10410.5= 17.67MPa< L I - 120MPa校核主应力：fax2 3 max289.3^ 3 17.672 94.4MPa<= 0.00-=0.0017J匚my=k y qa2/、.2= 0.5 0.0242 466262=73N / mm2=89.3N / mm2f 5 ql3 5 22.05 63 1095 4l 384 El 1 384 2.06 10 30800 10（6）面板参加主梁工作的折算应力验算由上述的面板计算可知，直接与主梁相邻的面板区格，只有区格V所需要的板厚较大，这意味着该区格的长边中点应力也较大，所以选取区格V验算其长边中点的折算应力。
面板区格V在长边中点的局部弯曲应力为：二mx = 3my=0.3 73=21.9N /mm2对于面板区格V在长边中点的主梁弯矩为:M=109.15kNmM 109.15I060x = W _ 1222.8 103故折算应力为：-zh=.（二my）2+ （二mx-6x）2-（二my）mx- 0x）=121.6N/mm ^1.^^ .1 - 246.4N/mm 故面板厚度选用6mm满足强度要求。
Ir-max故满足要求。
6.3.6竖直次梁（隔板）竖直次梁按支承在主梁上的双悬臂梁计算，受力简图如图 6.6所示:图6.6竖直次梁计算简图H A36 b =7.54kN mW min 7.54 10633437 10-2.19N/mm2< I(1) 内力计算支座A断面上的弯矩为:支座B断面上的弯矩为:Y(H +H B) 2M B -C B2^2.41kN m4(2) 截面选择隔板的腹板选用与主梁腹板一致，采用380mr h10mm上翼缘利用面板，下翼缘采用200mr h10mn的扁钢。
面板参加竖直次梁工作的有效宽度：b=2.1m, I o=0.7 X1.4m=0.98m, I Mb=0.46，查表得 &=0.18。