課程設計說明書
課程名稱:水利水電工程鋼結構課程設計
課程**: 8203281
題目: 潛孔式平面鋼閘門設計
學院(直屬系
年級/專業/班
學生姓名
學號指導教師
開題時間: 2010 年 12 月 11 日
完成時間: 2010 年 12 月 20 日
潛孔式平面鋼
閘門設計
設計目錄
水工剛結構潛孔式焊接平面鋼閘門設計計算書
一、設計資料及有關規定3
二、閘門結構的形式及布置3
1、閘門尺寸的確定3
2.主梁的數目及形式3
3.主梁的布置3
4.梁格的布置及形式4
5.連線系的布置與形式4
三、面板設計4
四、水平次梁、頂樑和底梁地設計5
五、主梁設計8
六、橫隔板設計11
七、 縱向連線系12
八、邊梁設計13
九、行走支承設計14
十、 止水布置15 十一、 閘門啟閉力15
十二、 埋固構件16
十三、 軌道設計16
十四、 閘門的啟閉機械17
水工鋼結構潛孔式焊接平面鋼閘門設計圖（附圖）
水工剛結構潛孔式焊接平面鋼閘門設計計算書
一．設計資料及有關規定
閘門形式：潛孔式平面鋼閘門
孔口淨寬：18m
孔口淨高：13m
材料： 鋼材：
焊條：e43；
止水橡皮：側止水和頂止水用p型橡皮，底止水用條型橡皮。
行走支承：採用滾輪支承
規範：《水利水電工程剛閘門設計規範 sl 1974-2005》
混凝土強度等級：c20
二、閘門結構的形式及布置
1.閘門尺寸的確定
閘門高度：13m
閘門的荷載跨度為兩止水的間距：18m
閘門計算跨度：18+2×0.2=18.4 (m)
設計水頭：73m
2.主梁的數目及形式
主梁是閘門的主要受力構件，其數目主要取決於閘門的尺寸。因為閘門跨度l=18m,閘門高度h=13m。所以閘門採用6根主梁。
本閘門屬中等跨度，為了便於製造和維護，決定採用實腹式組合梁。
3.主梁的布置
本閘門為高水頭的深孔閘門，主梁的位置按上疏下密來布置。設計時按最下面的那根受力最大的主梁來設計，各主梁採用相同的截面尺寸。
4.梁格的布置及形式
梁格採用複式布置與等高連線，水平次梁穿過橫隔板上的預留孔並被橫隔板所支承。水平次梁為連續梁，其間距應等間距，使面板各個區格需要的厚度大致相等。
5.連線系的布置與形式
1)橫向連線系，根據主梁的跨度，決定布置15道橫隔板，其間距為1.15m，橫隔板兼作豎直次粱。
2）縱向連線系，採用斜桿式桁架。
三、面板設計
根據《鋼閘門設計規範s74—95》關於面板的設計，先估算面板厚度，在主梁截面選擇以後再驗算面板的區域性彎曲與主梁整體彎曲的折算應力。
1.估算面板厚度
假定梁格布置尺寸如圖2所示。面板厚度按下式計算
t=a 當b/a≤3時，a=1.5,則t=a=0.068
當b/a >3時，a=1.4,則t=a=0.07
現列表1計算如下：
表1根據上表計算，選用面板厚度t=34mm
2.面板與梁格的連線計算
已知面板厚度t=34mm ,並且近似地取板中最大彎應力σmax=[σ]=160n/mm2,則面板區域性擾曲時產生的垂直於焊縫長度方向的橫向拉力p為：
p=0.07tσmax=0.07×34×160=380.8（n/mm ）
面板與主梁連線焊縫方向單位長度內的剪力：
t＝=面板與主梁連線的焊縫厚度：
面板與梁格連線焊縫厚度取起最小厚度
四、水平次梁，頂樑和底梁地設計
1.荷載與內力驗算
水平次梁和頂、底梁都是支承在橫隔板上的連續梁，作用在它們上面的水壓力可
按下式計算，即 q=p
現列表2計算如下：
表2根據上表計算，水平次梁計算荷載取658.17kn/m，水平次梁為16跨連續梁，跨度為1.15m，水平次梁彎曲時的邊跨彎距為:
m次中＝0.077ql2=0.077×658.17×1.152=67.0(knm)
支座b處的負彎距：
m次b＝0.107ql2=0.107х658.17х1.152=93.1(knm)
2.截面選擇
w= (mm3
考慮利用面板作為次梁截面的一部分，初選［40b,由附錄三表3查得：
a=9407mm2 ; wx=1139000mm3 ; ix=227810000mm4 ; b1=144mm ; d=16.5mm
面板參加次梁工作的有效寬度分別按下式計算，然後取其中較小值。
b≤b1+60t=144+60×34=2184(mm)
b=ζ1b (對跨間正彎距段)
b=ζ2b （對支座負彎距段）
按9號梁計算，梁間距b=
對於第一跨中正彎距段 l0=0.8l=0.8×1150=920(mm)
對於支座負彎距段l0=0.4l＝0.4×1150＝460(mm)
根據l0/b：
對於l0/b＝920/930＝0.989 得ζ1＝0.40，得b=ζ1b＝372(mm)
對於l0/b＝460/930＝0.495 得ζ2＝0.16 ，得b=ζ2b＝149mm)
對第一跨中選用b＝372mm,則水平次梁組合截面面積（如圖）:
a=9407+372×34=22055(mm2)
組合截面形心到槽鋼中心線得距離：
e==138(mm)
跨中組合截面的慣性距及截面模量為：
i次中＝227810000+9407×1382+372×34×792＝485893076 (mm4)
wmin=
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