闸门计算书(修改)

一、基本资料

（1）孔口尺寸（宽×高）： 4.0×4.0m

（2）底槛高程（八五高程，下同）：-0.300m

（3）启闭机平台高程：10.200m

（4）设计外江水位（20年一遇）： 6.845m

（5）设计最不利运行水头差： 2.800m

（6）启闭方式：单吊点螺杆启闭机（7）行走支撑：滑动支撑

（8）主要构件采用材料及容许值

①钢材Q235A

A：门体梁系及其容许应力如下：

抗拉、抗压、抗弯容许应力[σ]=160N/mm2

抗剪[τ]=95N/mm2

局部紧接承压[σcj]=120N/mm2

B：零部件容许应力如下：

抗拉、抗压、抗弯容许应力[σ]=100N/mm2

抗剪[τ]=65N/mm2

局部紧接承压[σcj]=80N/mm2

孔壁抗拉[σk]=120N/mm2

②铸件:选用ZG45,其容许应力如下:

抗拉、抗压、抗弯容许应力[σ]=140N/mm2

抗剪 [τ]=105N/mm 2 ③锻件:选用45#钢,其容许应力如下:

抗拉、抗压、抗弯容许应力 [σ]=145N/mm 2 抗剪 [τ]=95N/mm 2

④电焊条:门槽轨道表面采用不锈钢焊条堆焊,焊条型号采用E 0-19-10Nb-16，其余构件均采用E43型焊条。

⑤砼：二期砼采用C30细石砼。 ⑥梁系容许挠度：

主梁 7501

=⎥⎦

⎤⎢⎣⎡l ω 次梁 2501=⎥⎦

⎤⎢⎣⎡l ω ⑦止水：顶、侧止水采用P45×120型橡皮，底止水采用20×110条形橡皮。

⑧制造条件：专业金属结构制造厂家制造，手工电弧焊。 ⑨执行规范：《水利水电工程钢闸门设计规范》（SL74-95）

《水利水电工程钢闸门制造安装及验收规范》（DL/T5018-94）。

二、布置

本闸门为潜孔式平面闸门，闸门面板设于迎水侧，梁格布置采用多主梁齐平连接，因闸门高宽比为1：1，且闸门跨度不大，故采用单吊点；为控制闸门反向、侧向移动，分别于闸门闸门反、侧向设置反滑块及限位块。

三、结构计算

按闸门门体结构布置：

（一） 闸门支撑跨度

m d l l 3.415.020.420=⨯+=+=

式中：0l —闸门孔口宽度；

d —闸门主行走支撑至闸墩侧面距离。

（二） 顶止水中心至底槛高度：4+0.05=4.05m

（三） 闸门荷载跨度（即两侧止水宽度）：4.0+2×0.05=4.1m （四） 门槽

门槽宽度 W=660mm ，门槽深度 D=250mm 。

（五） 闸门总水压力计算

十三围窦建筑物等级为4级，设计防洪标准为20年一遇设计洪水位，因此，本闸门防洪标准同主体建筑物，即设计防洪水位为6.845m ，相应内涌水位2.0m 。

总水压力P 可按如下公式计算：

()[]

ZS X s B H h h H P 2

22

1--=γ

式中：P —总水压力，KN ；

γ—水的重度，取10KN/m 3； H s —上游水头，m ；

h —闸门高度（计算至顶止水），m ； H X —下游水头，m ； B ZS —两侧止水间距，m 。

则，总水压力()[]1.43.205.405.4145.72102

1

21⨯-⨯-⨯⨯⨯=P =768.2KN

根据运行条件，本闸门在静水中启闭，其动力系数为1.0， 所以，总水压力P=1.0×P 1 =1.0×768.2

=768.2KN P 力作用点位置：

2

23

22

323632663h

h H H h h H h H H H H H S X S S X X S C +--+--= =2

23

223205.4305.4145.762305.4205.4145.7605.4145.7622145.73⨯+⨯⨯-⨯⨯-⨯⨯+⨯⨯--⨯⨯

=4.38m

（六） 闸门结构尺寸拟定 1、主梁间距的布置及其荷载分配

主梁间距的布置及其荷载分配采用近似取相邻间距和之半法（详见《水电站机电设计手册·金属结构一》P197主梁荷载分配方法3），即主梁所分配的荷载基本上以主梁为中心，上下两相邻梁距离一半的范围，主梁间距及其所分配的荷载见表3-1。

表3—1 主梁荷载试算表

2、闸门结构布置

(七) 面板厚度计算

按公式[]

σαδp

k a y •

≥计算

式中：δ—面板厚度，mm ； y

k —四边固定的矩形弹塑性薄板在支承长边中点处的弯曲应

力系数；

α—弹塑性调整系数 ，3>a

b 时，α＝1.4；3≤a

b

时，α＝1.5；

其中a ，b 分别为面板计算区格的短边和长边的长度，mm ；

p —面板计算区格中心的水压强度，N/mm 2；

[]σ—钢材二抗弯容许应力，并考虑0.9的调整系数。

现列表计算如下：

根据表中计算结果，取δ=10mm。

（八）主梁计算

1、主梁荷载及内力计算

根据表3－1计算结果，取最大荷载（即2#主梁），q＝60.4KN/m。

因面板布置在上游，止水布置在下游，主梁除承受均布荷载外，还承受侧向水压力作用在边梁腹板上引起的轴向力。主梁按简支梁计算，其计算简图如下：

q 作用下的最大弯矩，剪力分别为：

⎪⎭⎫

⎝⎛-⨯⨯=⎪⎭

⎫ ⎝⎛-=

41.423.421.44.60422

max a a l l pl M

＝139.3KN.m

KN ql Q a 9.1231.44.602

1

2max =⨯⨯==

侧向水压力产生的轴向力N 为：

()KN qh N 8.35062.053.04.60=+⨯==

2、主梁设计

所需截面抵抗矩 []36

max 967362160

9.0103.1399.0mm M W =⨯⨯==

σ 最小梁高

[]mm cm l f E l

h 5166.51750

1101.24300

16021.021

.06

min ==⨯

⨯⨯⨯

=⎥⎦

⎤⎢⎣⎡=σ 经济梁高 mm W h ec 7699673621.31.34.04.0=⨯==