水工金属结构设计
水工金属结构设计
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CO.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 X6 M D.7m，c=0.45 X6=2.7m ;主梁间距：2b=H-c-a=6-2.7-0.7=2.6m ;一6000 一10出0 一一1430 GL 丄陋0 GL 阴0二匸690」也£CL :一100-T r_ /50 _ _ 巧20 1130 _；_ 95Q _ _ 840 亠8102700 —— 2 呦D ——700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。
水平次梁穿过横隔板上的预留孔并被横隔板支承 成为连续梁，面板直接支承在梁格的上翼缘上。
水平次梁间距布置上疏下密，使面板需要的厚度大致相等。
具体数据见“面板设 计” 一节。
5、 联接系的型式及布置① 横向联接系为了简化闸门的制造、横向联接系采用横隔板式，其布置应和梁的设计跨度有关,本闸门根据主梁的跨度决定布置三道横隔板，间距为 2.18m 、2.18m 、2.175m ，隔板兼做竖直次梁。
2■:-»2180水平次梁底梁11 a1 11 ip r 鬥4!k h1 1< 13 1O5M上游面F 游而I I水半欢d 2180O I ■£]¥'・〕制I '21肓十60匚-------------------------- -I乂下主梁；■»，三］S'，占匸*s = 毒 左 左 #li因此作用在主梁上的最大剪力和弯矩分别为:②截面模量计算考虑钢闸门自重引起的应力影响，取容许弯应力为[o]=0.9x1600kg/cm 2，则需要的截面抵抗矩为:W仏26・92 1051869cm 3 o[]0.9 1600③ 腹板高度选择k=1.5，双向水压力作用在下主梁的均布荷载为：q1.94t / m ;Q maxqL i 11.942 2 10 9.70t ；M maxqLL 1 426.92 t m 。
水利工程金属结构分部措施计划
水利工程金属结构分部措施计划水利工程中的金属结构主要包括桥梁、闸门、输水管道等。
为确保金属结构的设计、施工和使用符合要求，需要制定相应的分部措施计划。
以下是一份水利工程金属结构分部措施计划的范例，供参考。
一、项目概述本分部措施计划适用于水利工程项目的金属结构设计、施工和使用阶段，目的是保证金属结构的质量和安全。
二、设计阶段措施1.研究和分析金属结构的设计要求，确保设计符合相关法规和规范的要求。
2.编制详细的金属结构设计说明书，包括详细的设计计算和图纸，并进行专家评审。
设计说明书应当包括材料选用、连接方式、防腐蚀措施等内容。
3.进行金属结构的风荷载、地震荷载和水荷载等计算，确保结构的稳定性和安全性。
同时，考虑金属结构的疲劳寿命和耐久性，采取相应的措施。
4.与土建结构和水工设施的协调设计，确保金属结构与其他结构的连接和配合。
5.对金属结构进行模型试验和数值模拟分析，验证设计的可行性和合理性。
三、施工阶段措施1.对金属结构施工前，应对相关人员进行技术交底和安全培训，确保施工人员具备相关的技术和安全意识。
3.进行金属结构的制造和加工前，应对施工图纸进行复查，确保施工图纸的准确性和一致性。
4.在施工过程中，严格按照施工图纸和设计要求进行施工，注意焊接、冲压、铆接等工艺的质量控制。
同时，注意施工过程中的防腐蚀措施，采取相应的保护措施，避免金属结构的腐蚀。
5.进行金属结构的预制和安装时，要注意预埋件的位置和质量，确保预埋件的稳固和一致性。
6.施工质量巡检和验收，对金属结构进行检测和测量，确保金属结构的质量和几何尺寸符合要求。
四、使用阶段措施1.金属结构的使用前，进行静载试验和动载试验，验证金属结构的承载能力和稳定性。
2.建立金属结构的定期检查和维护制度，对金属结构进行定期的巡检和维修，及时发现和处理金属结构的缺陷和损坏。
3.加强金属结构的防腐蚀工作，定期进行防腐蚀涂层的检查和补漆，保证金属结构的耐久性和使用寿命。
水工金属结构安装的要素组成及其安装工艺分析
水工金属结构安装的要素组成及其安装工艺分析水工金属结构安装是在水工工程中常见的一种安装方式，它具有结构牢固、耐腐蚀、抗风、抗震等优点。
水工金属结构安装的要素主要包括材料、工具、人力、安装设计等方面，下面将对水工金属结构安装的要素组成及其安装工艺进行详细分析。
一、材料：材料是水工金属结构安装的重要组成部分，主要包括钢材、螺栓、焊接材料等。
钢材应具备良好的抗腐蚀性能、强度和硬度，常见的有角钢、钢管、钢板等。
螺栓应具有足够的抗拉强度和抗剪强度，以保证连接的牢固性。
焊接材料一般为焊条或焊丝，应根据所需焊接的材料选择合适的焊接材料。
二、工具：水工金属结构安装需要使用一些特定的工具来完成，主要包括切割工具、钻孔工具、打磨工具、焊接设备等。
切割工具如气割、切割机、电锯等，用于对钢材进行切割。
钻孔工具如电钻、钻头等，用于进行钢材的孔洞加工。
打磨工具如砂轮机、抛光机等，用于对焊接部位进行打磨处理。
焊接设备如电弧焊机、气体保护焊机等，用于进行钢材的焊接工作。
三、人力：水工金属结构安装需要具备一定的人力资源，在安装过程中需要有操作工、技术人员、质检人员等。
操作工是完成具体安装工作的人员，应具备一定的安装经验和相应的安全防护意识。
技术人员是对安装过程进行指导和监督的人员，负责解决安装过程中的技术问题。
质检人员是对安装质量进行检查和验收的人员，负责确保安装工作的合格性。
四、安装设计：安装设计是水工金属结构安装的前期工作，它包括结构设计和安装方案设计两个方面。
结构设计是根据实际工程需求和载荷要求，确定金属结构的材料、尺寸及连接方式等。
安装方案设计是在结构设计的基础上，制定安装步骤、工艺流程和施工要点等。
安装设计应充分考虑工程的实际情况和现场环境条件，确保安装过程的顺利进行。
水工金属结构安装的工艺分析：1.预处理：将所用钢材进行切割、打磨、除锈等处理，使其达到安装要求。
2.准备工作：根据安装设计和施工计划，准备好所需的工具、材料和人力资源。
水工金属结构制造与安装施工方案
水工金属结构制造与安装施工方案
一、前言
水利工程建设中，水工金属结构的制造与安装是至关重要的环节。
本文将从实
际施工的角度出发，探讨水工金属结构的制造和安装方案，以确保工程质量和安全。
二、材料准备
1. 选材
水工金属结构的制造需要选用高质量材料，常见的有钢材、铝材等。
根据工程
要求和环境特点，选择合适的金属材料。
2. 材料检测
在使用金属材料前，需要对其进行检测，确保其质量符合标准要求。
包括金属
材料的强度、硬度、延展性等参数的检测。
三、结构制造
1. 切割加工
根据设计图纸，对金属材料进行切割加工，制作出所需形状和尺寸的零部件。
在切割加工过程中，注意安全，确保精准度和质量。
2. 焊接组装
将切割好的零部件进行焊接组装，构成水工金属结构。
在焊接过程中，要注意
焊接技术和参数的控制，确保焊缝质量达标。
四、安装施工
1. 基础施工
在进行水工金属结构安装之前，需要先进行基础施工。
确保基础牢固、平整，
符合金属结构的承载要求。
2. 结构安装
按照设计要求，将制造完成的金属结构进行安装。
在安装过程中，需要注意吊
装和固定的安全，保证结构稳定。
3. 检测验收
安装完成后，对水工金属结构进行检测验收。
包括外观质量、尺寸精度、连接牢固度等方面的检测，确保结构符合设计要求。
五、总结
水工金属结构制造与安装施工方案的实施需要严格按照设计要求和标准操作，保证工程质量和安全。
只有在各个环节都严谨把关，才能确保水工金属结构的稳定性和可靠性。
水工金属结构制造与安装施工方案
水工金属结构制造与安装施工方案1. 引言本文档旨在提供水工金属结构的制造与安装施工方案，以确保项目的顺利进行和高质量的完成。
水工金属结构广泛应用于桥梁、码头、船坞等场所，承载重量大、抗风抗倾覆性能好，具有较长的使用寿命。
为了确保水工金属结构的安全性和可靠性，在制造与安装施工过程中需要严格按照规范和标准执行。
2. 材料准备2.1 钢材•钢材的选择应符合设计要求，并具备足够的强度和耐久性。
常用的钢材包括碳素结构钢、低合金钢和合金结构钢。
•钢材的规格应根据设计要求进行选择，确保满足强度、刚度和稳定性等要求。
•钢材应进行质量检测，包括化学成分、力学性能和无损检测等。
2.2 螺栓和连接件•螺栓和连接件的选择应符合相关标准，并具备足够的强度和耐久性。
•螺栓和连接件应进行质量检测，包括化学成分、力学性能和无损检测等。
•螺栓的紧固力应符合设计要求，使用力矩扳手进行紧固，并定期进行检查和维护。
3. 制造工艺3.1 钢材切割•钢材切割应使用机械切割或手工气割等设备进行，确保切割面平整并无严重变形。
•手工气割时应注意安全，佩戴防护设备，并确保切割点附近无易燃物。
•切割后的钢材应进行打磨、除锈等处理，以减少焊接缺陷的发生。
3.2 钢材焊接•钢材焊接应使用符合标准的焊接方法和操作规程。
•焊接前应对接头进行清洁和除锈处理，以提高焊接质量。
•焊接过程中应注意焊接参数的控制，包括电流、电压和焊接速度等。
•焊接后应进行焊缝的表面处理，以提高抗腐蚀性能。
3.3 钢材加工•钢材加工包括钻孔、弯曲、冷冲压等工艺。
•加工过程中应使用合适的工具和设备，并按照设计要求进行加工。
•加工后的钢材应进行检查，确保尺寸和形状满足要求。
4. 安装施工4.1 基础准备•安装前应清理基础，确保基础表面平整、无浮土和杂物。
•根据设计要求，应进行基础验收和检测，确保符合承载能力和稳定性等要求。
•在基础上设置标线，以便进行正确的定位和安装。
4.2 构件安装•构件安装应按照施工图纸和工艺要求进行，保证安装位置和方向正确。
城市水利工程中金属结构设计与应用
城市水利工程中金属结构设计与应用摘要：随着现代城市水利工程中金属生产水平的不断提高，金属结构在水利工程中的应用也越来越多。
因此，本文首先分析了城市水利工程金属结构设计中存在的问题，进而探讨了城市水利工程金属结构的设计与应用。
然后，以部分城市水利工程为例，研究了几种金属水闸结构的设计与应用，为类似工程提供参考，提高金属结构的应用效率。
关键词：城市水利；功能要求；金属结构；设计与应用引言：近年来，随着城市水利行业的快速发展，城市工程建设与水利工程建设的关系越来越密切。
城市景观工程与水利工程的协调统一，人文环境与工程建设的结合，是提高城市品质、促进区域经济可持续发展的关键。
相关人员需要参考近几年城市水利工程设计，结合城市水利工程的实际需要，对现有设计方案进行创新。
同时，在不断变化的环境下，金属结构可以采用全新的闸门结构和布置方案，方便闸门安装、操作和维护。
此外，与常规水利工程相比，城市水利工程具有运行条件复杂、景观性强等特点，只有做好金属结构设计，才能满足城市水利工程的要求。
1城市水利工程中金属结构设计中存在问题1.1 安全方面存在问题国内某泵站正常运行期间，各种原因导致泵站控制电路无电，主电机断路器未控制电源，停电后进入异步运行负载状态，不受泵站控制。
值班人员发现问题后，无法在现场进行紧急操作，只能通过电话联系泵站，并立即打开变电站的开关，切断电源。
调查结果表明，此次事故损坏了电机大部分内容，击穿原因是定子过热。
1.2 耐久方面存在问题在国内泵站，水导轴承容易磨损或脱落。
若泵轴轴颈磨损严重，泵轴与叶轮头的连接螺栓松动，就会产生一系列问题，危及城市水利设备的安全运行，影响工程性能。
1.3 功能方面存在问题目前，新泵站的基本净化设施正在建设中，但从实际效果来看，清洗设备的可靠性和清洗设备运行的效率还存在问题。
安全清洗设备的销售也受到很大影响，需要大量的人力来保持清洁设备的运行。
在某些情况下，设备周围的垃圾只能人工进行处理，安装在清洁设备上的自动控制系统无法发挥作用。
水工钢结构PPT课件
02
水工钢结构的类型与构造
闸门
定义
闸门是水工建筑物中用于关闭或 开启泄水通道的控制设施。
类型
根据使用条件和结构特征，闸门 可分为平板闸门、弧形闸门、人
字闸门等。
构造
闸门主要由门叶、门框、启闭机 械等部分组成。门叶是挡水的主 体部分，门框是门叶四周的支撑 结构，启闭机械用于控制闸门的
开启和关闭。
拦污栅
保养与维护建议
防腐保护
定期对水工钢结构进行防腐涂层检查 和修复，保持其良好的防腐性能。
排水措施
确保水工钢结构的排水系统畅通，避 免积水对钢结构造成损害。
荷载控制
严格控制水工钢结构的荷载，避免超 载对结构造成不利影响。
安全防护
加强水工钢结构的安全防护措施，如 设置警示标志、安装防护设施等，确 保人员和设备安全。
05
水工钢结构的制造工艺与 设备
制造工艺流程
钢材预处理
包括除锈、矫直、切割等工序 ，确保钢材表面光洁度和尺寸
精度。
零件加工
按照设计要求，对钢材进行切 割、弯曲、钻孔等加工，制作 成各种形状和尺寸的零件。
装配与焊接
将加工好的零件进行装配，采用 合适的焊接方法和工艺参数进行 焊接，确保焊缝质量和强度。
04
水工钢结构的设计与计算
设计原则与规范
设计原则
确保结构安全、经济、适用，满足功能和耐久性 要求。
设计规范
遵循国家相关标准和行业规范，如《水利水电工 程钢结构设计规范》等。
结构选型
根据工程条件和要求，选择合适的结构形式和材 料。
荷载分析与计算
荷载分类
考虑恒载、活载、风载、雪载、地震荷载等。
荷载组合
钢材在冷状态下易于弯曲，有利于结 构的成型和安装。
水工建筑物金属结构制造安装
水工建筑物金属结构制造安装水工建筑物金属结构制造安装水工建筑物是指建于或在水上、水下或水边的加固、保护和控制水文环境的建筑和构筑物，如坝、堤、桥、涵、码头、船闸、海绵城市设施、输水管道等。
这些建筑物为了安全和承重需要，需要金属构件的制造和安装。
下面将对水工建筑物金属结构制造安装的相关问题做一些介绍。
一、金属结构的种类在水工建筑物中，常用的金属材料包括铁、钢、铜、镀锌板、铝合金等。
这些金属材料都具有高强度、抗腐蚀性和耐用性等特点，可满足水工建筑物的使用要求。
二、金属结构的制造金属结构的制造主要包括以下工序：1. 原材料准备：原材料应根据设计要求切割、折弯或打孔。
随着金属加工技术的不断发展，现在一些大型构建物的原材料已经开始采用先进的数控机床进行切割加工，使得原材料的加工精度更高。
2. 焊接加工：金属结构通常采用焊接加工的方式进行制造。
焊接要求高质量、牢固、紧密，同时要保证无裂缝、无缺陷，达到设计要求。
3. 热处理：钢材是金属结构中最常用的材料之一，其加工完成后还需进行热处理，然后才能进一步进行钢构件的拼装安装。
在钢材的加工过程中，常用的热处理方法包括正火、淬火、回火等。
4. 表面处理：表面处理包括除油、酸洗、喷涂防锈漆等。
表面处理的目的是提高金属结构的耐腐蚀性以及美观度。
三、金属结构的安装在金属结构的安装之前，需要进行接缝检查，确保构件之间没有任何问题，接缝不应有焊接瑕疵、裂缝等。
明确的安装顺序也是很重要的，安装应从基础到顶部逐层进行。
此外，在安装过程中还需要注意防风、防雨、防塌等安全问题，并严格遵循安全操作规程，确保施工安全。
总之，金属结构的制造和安装是水工建筑物建设中必不可少的一环。
无论是制造还是安装，都需要满足严格的质量要求和安全要求。
随着技术的不断进步和科技手段的不断更新，金属结构的制造和安装也将会更加便捷、高效，为水工建筑物的安全和稳定提供更加坚实的支撑。
关于水工与金属结构设计中配合问题的几点思考
关于水工与金属结构设计中配合问题的几点思考摘要：随着社会经济的发展，我国的水工建设有了很大进展，在水工建筑中，金属结构的应用也越来越广泛。
文章针对水工与金属结构设计中的配合问题进行相应的分析，并提出了相应的优化措施。
通过实际的实践进行总结经验，让金属结构的整体设计体系得到相应的完善。
最终使得水工与金属结构的设计效果更为显著。
关键词：金属结构；结构设计；配合问题；几点思考引言在水工建筑物的设计中，有时水工设计人员与金属结构设计人员没有配合好，出现一些问题，造成了不必要的损失。
例如闸门无法安装、检修；闸门没有检修、安装的空间，或出现弧形闸门牛腿的角度错误；还有很多意想不到的问题。
因此，只要我们同专业设计人员经常沟通，通过实践总结经验，就能发现和避免很多问题。
1水工金属结构制造安装的质量控制意义加强水工金属结构制造以及安装的质量管理工作具有非常重要的意义，在实施质量管理工作的过程中，能够发现隐藏问题，并且能够有效确保金属结构的安全性能以及使用质量，这对于整个水利水电工程项目的正常运行具有无法替代的作用。
然而，一些功能多样并且质量完好的水利水电工程项目，可以按照器所在地的气候特点有效缓解当地的用水紧张的问题，在降雨量比较充足的季节，可以借助水利水电工程储存降水，在后期干枯或者干旱的季节，就可以充分利用储存的降水进行农田灌溉，这样一来，能够有效缓解水资源紧缺的问题，此外，还能够在降水量较大的时期，进行排水泄洪，确保人们的生产以及生活安全。
2水工与金属结构设计中配合问题2.1门槽与启闭机排架的布置问题通常情况下，在进行门槽的设计中，会出现很多设计性的问题。
尤其是在进行体系结构的设计上。
需要对其设计的整体方案进行相应的完善。
这样，在进行设计的控制中，其工程的建设体系才能得到相应的体系完善。
同时，在体系结构的建设上，其设计师面临的各种问题也能得到相应的完善与控制，最终使得金属结构的整体设计效果更为显著。
（1）排架柱子的位置控制。
水工金属结构
第七节 金属结构制造、安装及试验
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第六节 启闭机
2．多孔泄洪系统的事故闸门和检修闸门的启闭机， 一般选用移动式启闭机。
3．施工导流封孔闸门的启闭机，其启闭力应考虑在 一定水位下有启门的可能，同时应有准确的指示装 置，以显示闸门是否到达底槛。
4．挡潮闸、水闸工作闸门的启闭机，一般采用一门 一机以便迅速启闭闸门。
5．电站机组进水口和泵站出口快速闸门的启闭机选 型，应根据工程布置、闸门的启闭荷载等进行全面 的技术经济比较，选用卷扬式或液压式快速闸门启 闭机。
船闸应在上、下闸首设置工作闸门、检修 闸门，位于重要水利水电枢纽上的船闸，因闸 门失事可能引起严重后果，应在上闸首设置事 故闸门。
承受单向水头在静水条件下启闭的大中型 工作闸门，宜优先选用人字闸门；承受双向水 头在静水条件下启闭的工作闸门，宜选用横拉 闸门。
9
三、拦污栅布置
拦污栅一般设置在水电站、排灌站及供水 等建筑物的进水口。
水工金属结构
考试大纲
第 熟练掌握水工金属结构布置、选型和闸门的主
三 章
要构造设计。
熟练掌握钢闸门的受力条件、运用方式。
水 工
熟练掌握闸门构件的强度、刚度及稳定计算。
金 属
掌握闸门构件及连接件的材料和容许应力。
结 掌握闸门表面的防腐蚀和防冰冻工程措施。
构
了解闸门的制造、安装及验收等有关技术要求。
了解启闭机制造、安装及验收等有关技术要求。
主轨高度应根据使用条件可按（1.5 ～ 2.0）的孔口高度选用。它们的门槽型式也应 根据使用条件可选用Ⅰ型或Ⅱ型门槽，以利于 减轻或防止气蚀的发生。
水工金属结构安装的要素组成及其安装工艺分析
水工金属结构安装的要素组成及其安装工艺分析水工金属结构安装是指在水利工程中，利用金属结构构筑物来支撑水体，抵御水的侵蚀和各种外力作用，保护河岸和水坝的一种工程技术。
水工金属结构安装的要素包括设计方案、材料准备、施工技术等，这些要素共同构成了水工金属结构安装的全过程。
本文将对水工金属结构安装的要素进行分析，并对其安装工艺进行详细介绍。
一、设计方案设计方案是水工金属结构安装的第一步，也是最重要的一步。
设计方案要根据具体的工程要求和施工环境，合理确定金属结构的类型、尺寸和数量，确保安装后能够承受水体的冲击和侵蚀，同时满足工程的使用要求。
设计方案需要考虑的要素有：水体的流速和水位、工程的使用功能、金属结构的材料种类和规格等。
在确定设计方案时，需要综合考虑以上各项因素，进行深入细致的分析和计算，确保设计方案的科学合理和可行性。
二、材料准备材料准备是水工金属结构安装的第二步，主要包括金属结构材料的选购和加工。
首先需要根据设计方案的要求，选购合适的金属材料，一般来说，水工金属结构一般选用钢材或铝材，这种材料具有韧性好、耐腐蚀等优点，可以满足水工结构的使用要求。
需要对选购的金属材料进行加工，包括切割、焊接、翻边、打孔等工艺，以满足安装时的要求。
在进行材料准备时，需要严格按照设计方案进行操作，确保加工出的金属结构符合工程要求。
三、施工技术施工技术是水工金属结构安装的关键环节，决定着安装工艺的质量和安全。
施工技术包括施工工艺和施工管理两个方面，要求施工人员具备丰富的施工经验和较高的技术水平。
具体的施工技术主要包括以下几个方面：1. 现场施工准备现场施工准备是施工技术的第一步，包括现场环境的清理、设备的摆放、材料的堆放等工作。
在现场施工准备阶段，需要保证施工环境整洁、设备设施完善，以确保后续施工工作的顺利进行。
2. 安装测量安装测量是施工技术的关键环节，主要包括测量基准、定位标记等工作。
在进行安装测量时，需要准确测量金属结构的尺寸和位置，确保其与设计方案一致。
浅谈基于Inventor水工金属结构三维参数化设计
3 结束语 （1）三维参数化设计，具有自顶向下、形象直观、及时
发现干涉、工程图与模型联动更新、校审工作量减少等诸多优 点，同时也有前期投入资金大、时间长，如果模型建立不完 善，后期修改、处理烦琐等缺点。
（2）建模原理。建模尺寸标注时调用参数名称，实现数 据链接、尺寸驱动，创建三维模型，并利用模型生成二维工程 图。利用已有模型修改生成新模型时，可以通过调整参数表来 改变三维模型，进而改变相应的二维图纸[1]。
2 模型创建 （1）平面钢闸门参数化设计。平面钢闸门是应用最为广
泛的金属结构产品。同样的闸门，不同的设计人员会建成不同 的模型，甚至同一位设计人员，前后两次建模，模型也可能不 同。从外观看，模型完全一致，但参数表的定义，模型草图的 创建，零部件的建立顺序都可能完全不同，造成模型的实用性 不够。为此，需要统一建模思路，制定统一的建模流程。
（4）单纯的金属结构模型创建及出图，并不能完成金属 结构产品的全部设计，前期的结构计算，及后期的CAE分析计 算都应该在三维参数化设计时通盘考虑。
参考文献 [1] 范崇仁.水工钢结构设计[M].北京:中国水利水电出版社,2008:63. [2] 中国水电顾问集团华东勘测设计研究院,中国水力发电工程学会
（2）金属结构产品种类多，结构繁杂，采用三维参数化 设计，要平衡好参数化的深度，并不是所有产品参数化的越彻 底越好，也不是傻瓜模型最好。根据不同的金属结构产品特 点，采取不同的处理方式，实现模型参数化的平衡。
（3）金属结构三维参数化设计，对设计人员提出了更高 的要求，要求设计人员不仅能熟练使用三维设计软件，转变设 计思路，而且须具备扎实的专业知识及设计经验。只有二者兼 备，才能创建出实用、适用性更好的模型，才能真正利用好三 维设计这把利剑，有效提高设计质量和效率。
水工金属结构安装的要素组成及其安装工艺分析
水工金属结构安装的要素组成及其安装工艺分析水工金属结构安装是指在水利工程中，用金属材料构建的各类防洪、排涝、供水和水力发电等设施的安装工作。
水工金属结构安装的要素组成及其安装工艺分析是水利工程建设中非常重要的一部分。
本文将从要素组成和安装工艺两个方面进行详细分析。
1. 金属结构材料水工金属结构的材料一般包括钢材、铝材、铜材等。
这些材料具有耐腐蚀、承重能力强、抗风压能力强等特点，适合用于水工金属结构的安装。
2. 钢结构元件水工金属结构安装中常用的钢结构元件包括钢柱、钢梁、梁柱连接件等。
这些元件承担着整个结构的承重和支撑作用，必须具有足够的强度和稳定性。
3. 焊接材料水工金属结构安装过程中需要使用大量的焊接材料，包括焊条、焊丝等。
焊接是水工金属结构安装中常用的连接方式，焊接材料的选择和使用质量对整个结构具有重要影响。
4. 固定设备在水工金属结构安装过程中，会用到各种固定设备，如吊车、起重机、塔吊等。
这些设备是保障安装工作顺利进行的重要保障。
5. 安全防护设施水工金属结构安装是一项高风险的工作，需要配备安全带、安全网、安全帽等安全防护设施，保障施工人员的安全。
二、水工金属结构安装的工艺分析1. 施工准备水工金属结构安装前，首先需要进行施工准备工作，包括施工方案制定、现场勘测、材料和设备准备等。
施工方案制定是整个安装工作的基础，必须根据具体场地和结构要求进行科学合理的制定。
施工前需要对现场进行勘测，了解现场情况，为后续施工提供数据支持。
2. 安装顺序在进行水工金属结构安装时，需要按照一定的顺序进行，通常是先安装基础设施，然后安装主体结构，最后安装附属设施。
这样可以保证结构的稳定性和完整性。
3. 打磨和清理在水工金属结构安装的过程中，焊接是不可避免的工艺之一。
焊接完成后，需要对焊接部位进行打磨和清理，以确保焊接接头的质量和美观。
4. 质量检查在安装完成后，需要对整个结构进行质量检查，包括焊接质量检查、结构稳定性检查、安全防护设施检查等。
水工金属结构安装的要素组成及其安装工艺分析
水工金属结构安装的要素组成及其安装工艺分析水工金属结构安装是水利工程建设中重要的组成部分，其安装质量直接关系到工程的安全稳定性和使用寿命。
水工金属结构安装的要素组成及其安装工艺分析至关重要。
一、要素组成水工金属结构安装的要素组成主要包括：设计、材料、工艺与施工管理四个方面。
1.设计：水工金属结构安装的设计应符合工程建设规范和要求，确保结构稳定、安全和可靠。
设计应充分考虑结构的受力特点、环境条件和使用要求，合理确定结构的尺寸、材料和连接方式，确保结构与周围环境的协调性和适应性。
2.材料：水工金属结构安装所需材料主要包括钢材、焊接材料、螺栓和其他连接件等。
这些材料应符合国家标准和规定，具有良好的机械性能、耐腐蚀性能和焊接性能，以保证结构的安全稳定和使用寿命。
3.工艺：水工金属结构安装的工艺主要包括切割、焊接、拼装和调试等环节，其中焊接是安装工艺中的关键环节。
各项工艺应严格按照施工图纸和规范要求进行，确保结构的精度和质量。
4.施工管理：水工金属结构安装的施工管理应合理规划施工进度和资源配置，加强现场管理和监督检查，确保施工质量和安全。
二、安装工艺分析1.预处理工艺水工金属结构安装的预处理工艺主要包括薄板切割、型材切割、管材切割等环节。
在切割过程中，要严格按照设计要求进行，确保尺寸精度和表面质量。
在切割完毕后，要进行表面清理和除锈处理，为后续的焊接和组装工作做好准备。
2.焊接工艺焊接是水工金属结构安装的关键工艺环节，直接关系到结构的安全性和稳定性。
在焊接工艺中，应根据结构的材质和受力特点选择合适的焊接方法，如手工电弧焊、气体保护焊等。
要根据设计要求和规范要求进行焊接接头的准备、校核和质量检验，确保焊缝的牢固性和质量。
3.组装工艺水工金属结构的组装工艺主要包括各部件的拼装、连接和调试等环节。
在拼装过程中，要严格按照设计要求进行，确保零部件的对接精度和位置精度。
在连接过程中，要选择合适的连接件和连接方式，如螺栓连接、焊接连接等，确保连接的牢固性和可靠性。
水工金属结构防腐蚀设计
水工金属结构防腐蚀设计作者：叶桥黄海来源：《城市建设理论研究》2013年第36期【摘要】本文围绕金属腐蚀机理、防腐措施以及防腐设计等几个方面进行探讨，以供参考。
【关键词】水工；金属结构；防腐；机理；措施中图分类号：TU318 文献标识码：A一、前言水工金属结构是指水工钢结构，用于水利水电工程建设，包括了各种闸门、阀门及拦污栅等。
作为基本构件，在焊接过程中必须要经过承载结构、防腐验收通过才能运行。
防腐环节是影响金属结构寿命的重要环节，应引起高度重视，所以必须要制定相关的水工金属结构防腐控制措施。
二、金属腐蚀机理、腐蚀因素与金属覆盖层的保护金属腐蚀主要是化学过程，可以把金属的腐蚀机理分为化学机理和电化学机理。
化学腐蚀是根据化学的多相反应机理，金属表面的原子直接与氧、水、酸等分子相互作用。
金属的氧化和还原同时发生，电子从金属直接转移到接受体上，而不是在时间或空间上分开独立进行的共轭电化学反应。
金属和不导电的介质接触发生的反应主要为化学腐蚀。
最重要的化学腐蚀是气体腐蚀，一般是金属的氧化过程（如金属的氧化、氮化和硫化等）；电化学腐蚀是最常见的腐蚀，其比化学腐蚀要严重的多。
在水、土壤、潮湿空气等环境下发生的腐蚀一般为电化学腐蚀。
其作用机理：介质与金属发生的是两个独立的共轭反应。
阳极过程金属失去电子而溶解到介质中，电子通过介质到阴极，而发生还原反应。
由于水工金属结构长期浸没在水中，或处于干湿交替、被高速水流冲刷等环境中，受到各种水（河水、工业污水）、大气、阳光、温度和水生物等的侵蚀，泥沙和其它漂浮物的冲击摩擦也会使金属结构发生严重腐蚀，从而降低结构的承载能力，严重威胁到闸门、启闭机等水工金属结构的安全运行。
如何有效地解决水工金属结构的腐蚀问题是水利水电工程中的重要任务。
正确应用水工金属结构的防腐蚀技术是关系到水工金属结构使用寿命的重要因素。
目前对钢结构的防腐蚀措施主要有：电化学保护和覆盖层保护。
电化学保护主要分为牺牲阳极法和阴极保护法。
《水利工程专用机械及水工金属结构通用规范(初稿)》编制说明
《水利工程专用机械及水工金属结构通用规范》编制说明一、起草过程根据国务院《深化标准化工作改革方案》（国发[2015]13号）要求，2016年住房城乡建设部印发了《关于深化工程建设标准化工作改革的意见》（建标[2016]166号）。
在此基础上，住建部全面启动了构建强制性标准体系工作。
我所承担了住建部《水利工程专用机械及水工金属结构通用规范》（下称《规范》）研编工作。
为贯彻国家的有关方针政策、法律、法规,保障国家水利工程安全、防止欺骗、保护人体健康和人身财产安全、保护动植物的生命和健康、保护环境，加强水利工程专用机械设备及金属结构的统一管理，特进行工程建设强制标准《水利工程专用机械及水工金属结构通用规范》（下称《规范》）研编。
拟通过本规范的编制,对水利工程专用机械设备和水工金属结构等技术进行统一、系统的梳理,及时对相关强制性条文进行更新,解决部分设计、施工单位使用的技术规范技术水平落后,规范不统一等问题。
同时本规范编制,为加强水利工程专用机械、特种设备等方面的安全管理与监督检查,提高相关作业人员安全生产意识,防止事故,保障生命和财产安全等提供支撑。
在《规范》研编的过程中，项目组选择了水利工程起重机械作水利工程专用机械的重点研究对象，其他相关专用机械拟在后续作为子部分进行研编。
在研究内容上，项目组重点做了下列研究：1、对我国水利工程专用机械和水工金属结构相关的法律法规和政策措施做了梳理，2、拟定《规范》拟规定的通用技术要求与指标；3、分析我国现有涉及水利工程专用机械和水工金属结构的现行有效标准和强制性条的覆盖面、可行性和可操作性：4、收集整理国外相关技术法规，并从构成要素、术语内涵、技术指标几个方面分析与我国存在的差异。
二、条文说明为便于有关人员在使用本规范是能正确理解和执行条文规定，项目组按照条款顺序编制了本规范的条文说明。
2一般规定2.1 焊接与切割2.1.1 施工现场的焊接与切割作业应符合《焊接与切割安全》(GB9448—88)等标准中的规定。
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。
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9. 金属结构及电气设计9.1 金属结构本设计涉及的金属结构包括钢闸门及启闭机。
9.1.1 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。
9.1.1.1 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L1=10.0m，计算跨度为孔口宽度+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。
水平次梁穿过横隔板上的预留孔并被横隔板支承成为连续梁，面板直接支承在梁格的上翼缘上。
水平次梁间距布置上疏下密，使面板需要的厚度大致相等。
具体数据见“面板设计”一节。
5、联接系的型式及布置①横向联接系为了简化闸门的制造、横向联接系采用横隔板式，其布置应和梁的设计跨度有关，本闸门根据主梁的跨度决定布置三道横隔板，间距为2.18m、2.18m、2.175m，隔板兼做竖直次梁。
②纵向联接系纵向联接系设在两个主梁下翼缘的竖平面内，采用简单的斜杆式桁架。
6、边梁和行走支承部分因闸门的水头和孔口较大，设计时将轮子装设在双腹式边梁的两块腹板之间，即简支式滚轴，以避免边梁受扭。
9.1.1.2 主梁设计平面闸门的主梁绝大多数采用组合梁。
对于主梁跨度较大的露顶闸门，为减小门槽尺寸和节约钢材，采用变截面的主梁型式。
设计中主梁采用变截面的组合梁，材料选用A3钢。
图9-2 主梁荷载计算简图1、截面选择①弯矩与剪力计算双向水压力作用在下主梁的均布荷载为： 1.94/q t m =； 因此作用在主梁上的最大剪力和弯矩分别为：1max 11.94109.7022qL Q t ==⨯⨯=； 211max26.9248qLL qL M =-= t ·m 。
②截面模量计算考虑钢闸门自重引起的应力影响，取容许弯应力为[σ]=0.9x1600kg/cm ²，则需要的截面抵抗矩为：53max 26.92101869[]0.91600M W cm σ⨯===⨯。
③腹板高度选择按刚度要求的最小梁高（变截面梁）为：()min 6[]0.9160010.551000.960.230.960.2395.8[/] 2.1101/600L h cm E f l σ⨯⨯⨯=⨯⨯=⨯⨯=⨯⨯。
（0.96为考虑截面不对称影响的系数） 仅对主梁自重而言，其经济梁高为：18691.5651.0j W h k cm δ=⨯=⨯=； 注：翼缘截面不改变的焊接梁k=1.5，腹板厚度近似地估计为：331000771010001000h mm δ⨯=+=+=； 由于钢闸门中的横向隔板重量随主梁增高而增加，故主梁高度宜选得比h j 小，但不小于h min 因此确定高度为100cm 。
④腹板厚度计算按剪切强度要求：3max 039.7101.50.152[]950100Q cm h δτ⨯≥⨯=⨯=⨯；按局部稳定要求：00~ 1.0~0.72100140h hcm δ==，选用δ=1.0cm 。
⑤翼缘截面选择每个翼缘需要截面积为：2100118691 1.0100 2.0261006W A h cm h δ=-=-⨯⨯=； 下翼缘选用b 1=30cm ，在00~40~202.55h h cm =之间，需要11 2.020.0730A t cm b ===，选用t=2cm ，符合钢板规格。
下翼缘截面积：A 1下230260cm =⨯=，上翼缘的部分截面积可利用面板，故只需设置较小的上翼缘板同面板相连接，选用t=2cm ，b 1=14cm 。
面板兼做主梁上翼缘的有效宽度取为：16014600.862B b cm δ=+=+⨯=； 上翼缘截面积：A 1上2142620.877.59cm =⨯+⨯=。
弯应力强度验算：主梁跨中截面的几何特性图如下：图9-3 主梁跨中截面截面形心矩：1'11578.2448.7237.6Ay y cm A ===∑∑； 截面惯性矩：I=444507cm 4 截面抵抗矩：上翼缘顶边3max 1444507912248.7I W cm y ===； 下翼缘底边3min 24445077928104.848.7I W cm y ===-； 弯应力：52max maxmin 26.9210340/7928M kg cm W σ⨯===<0.9[σ]=1440kg/cm ²。
表9-1 主梁截面几何特性表部位截面长（cm ） 截面厚（cm ）截面面积A(cm ²)各形心离面板表面距离 y ´（cm ）Ay ´(cm ³)截面形心距y1（cm ）各形心离中和轴距离y=y ´-y1（cm ）Ay ²(cm³)面板620.849.60.419.8448.7-48.3115855部分上翼14 2 28 1.8 50.4 -46.9 61668 缘板腹板100 1 100 52.8 5280 4.1 1657 部分下翼30 2 60 103.8 6228 55.1 181963 缘板合计237.6 11578.24 361142 整体稳定性与挠度验算：因主梁上翼缘直接同钢面板相连，按规范规定可不必验算整体稳定性，又因梁高大于按刚度要求的最小梁高，故梁的挠度也不必验算。
2、截面优化因主梁跨度较大，为减小门槽宽度和支承边梁高度（节省钢材），有必要将主梁支承端腹板高度减小为h0d=0.6h0=0.6x100=60cm。
梁高开始改变的位置取在临近支承端的腹板及翼缘都分别同支承边梁的腹板及翼缘相焊接，可按工字型截面来验算主梁支承端的剪切强度。
图9-4 主梁变截面位置图按照剪切强度验算：32max 09.7101.17 1.17189.2/601d Q kg cm h τδ⨯≈==⨯<[τ]=950kg/cm ²；故支承端的腹板可不必加厚。
支承端截面的几何特性：表9-2 支承端截面的几何特性表部位截面长（cm ） 截面厚（cm ）截面面积A(cm²)各形心离面板表面距离y ´（cm ）Ay ´(cm ³)截面形心距y1（cm ）各形心离中和轴距离y=y ´-y1（cm ）Ay ²(cm ³)面板部分 20.849.60.419.8429.7-29.342545上翼缘板 42281.850.4-27.921776腹板部分 016032.819683.1581下翼缘板 026063.8382834.169820合计197.66.24134722图9-5 主梁支承端截面 截面形心矩：y 1= 5866.2429.7197.6cm =；截面惯性矩：I=134722cm 4；截面下半部对中和轴的面积矩：32595S cm =； 剪应力：max 0165/Q Skg cm I τδ==<[τ]=950kg/cm ²。
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，最大剪力Q max =9.7t ，截面惯性矩I 0=152754cm 4。
上翼缘对中和轴的面积矩：3149.629.32827.92334S cm =⨯+⨯=； 下翼缘对中和轴的面积矩：326034.12047S cm =⨯=；需要3109.71023340.031.4[] 1.41527541150f hl QS h cm I τ⨯⨯===⨯⨯； 全梁上、下翼缘焊缝都采用h f =6mm 。
4、腹板的加劲肋和局部稳定性验算加劲肋的布置：因为01001001.0f h h δ===>80，故须设置横加劲肋，以保证腹板的局部稳定性。
按照规范TJ17-74规定，横加劲肋间距a 应满足：0020002500h a h ητδ≤-从剪力最大的区格Ⅰ来考虑，该区格中点截面的腹板高度：()01301560106079.625015x h cm -=+-=-，因079.679.61.0x h δ==<80，故在梁高减小的区格Ⅰ内可不另设加劲肋。
从梁高与弯矩都较大的区格Ⅱ来考虑：该区格左边截面的剪力：()9.7 1.945 2.18 4.22Q t =-⨯-=；该截面的弯矩：()25 2.189.7 2.18 1.9413.432M -=⨯-⨯=t ·m ；腹板平均剪应力：2042.3/Qkg cm h τδ==； 腹板弯曲压应力：20144.14/My kg cm Iσ==； 220100144.14144.14100100 1.0h σδ⎛⎫⎛⎫== ⎪ ⎪⨯⎝⎭⎝⎭查表得η=1.0；得出：2000100200000100153025001.023425001.0a ⨯≤=-⨯-上式中分母为负值，按TJ17-74规定，横加劲肋要按最大间距a=2h 0=200cm 布置。
实际上由于平面钢闸门有横向加劲肋，其间距为260cm ，虽然大于2h 0，但从上列计算可见，腹板中部区格的剪应力很小，主要受弯应力的作用，且h 0/δ=100也不算大（同h 0/δ<160相比），显然，腹板有足够的局部稳定性，故在横隔板之间可不再另设横加劲肋。