闸门计算书

┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊第三章闸门设计计算3-1 闸门3-1-1 设计基准型式：垂直启闭滚轮式有效寬：(门孔宽) 0.8 M 閘門寬： 0.922 M 水壓寬： B = 0.88 M 支點距離： L = 0.85 M 有效高：(门孔高) 0.8 M 閘門高：(水压高) H = 0.88 M 設計水位：(外水位) H1 = 3.0 M(内水位) h = 0 M 水封方式：四面水封3-1-2 压力负荷一、全水压Pw()212122221=--⨯=BhHHPw× 1 ×( 32– 2.122)× 0.88 = 1.98 Ton3-1-3 横梁┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊（1）、横梁的位置2.122.7123.02.416P1P2P3P4（2）、各横梁的分担荷重P1=6296.0( 2.12× 2 + 2.416 )× 0.88= 0.28 TonP2= [6296.0( 2.416 × 2 + 2.12 )+6296.0( 2.416 ×2 + 2.712 )] ×0.88= 0.62 TonP3= [6296.0( 2.712 × 2 + 2.416 )+6288.0( 2.712 × 2 + 3.0 )] ×0.88= 0.696 TonP4=6288.0( 3.0 × 2 + 2.712 )× 0.88= 0.36 TonΣPw = P1+ P2 + P3 +P4= 1.97 ≒Pw（3）、主横梁强度A、钢材使用PL6*75┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊3=L max δ8597.0=80013.8761≈…Ok!3-1-4 侧部纵梁┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊(1) 钢材使用PL 6 × 90 mmZ =()602at-=()696.02-= 8.1 Cm33-1-4 主滚轮一、主滚轮强度ta┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊合计:87.6 kg1.6AISI3041底压板 6t*48*74521 1.6横梁 6t*75*910 6.4AISI3042203.22.7191AISI304 2.7底梁 6t*62*9102.8AISI3042890滚轮结构 65*60*85181.41.8AISI3042纵梁3 6t*(62+75)*282170.91.016纵梁2 6t*75*2902AISI304 2.0侧梁 6t*90*8807.6AISI304215 3.81.514890滚轮结构 65*60*902AISI304 3.01.8AISI3042纵梁1 6t*(62+75)*290130.93.912顶梁 6t*90*9221AISI304 3.91.6AISI3041吊耳座 120*55*90111.60.310补强板 8t*62*702AISI3040.61.2AISI3041吊耳插销 ?40*1159 1.27螺母 M161AISI304AISI3041垫片 M1681.66顶压板 6t*48*7451AISI304 1.65密封圈 M832NBR1.6AISI30432螺栓 M8*35 B.N.W.SW.40.055.73CHA2-103水封 P30*35901氯丁橡胶 5.73.6AISI3042侧压板 6t*45*820CHA2-1022 1.838.138.1代 号名 称1CHA2-101面板 6t*910*8801AISI304备注总计单件重 量材 料数量序号CHA2-106CHA2-116CHA2-115CHA2-114CHA2-113CHA2-112CHA2-111CHA2-110CHA2-109CHA2-108CHA2-107CHA2-110CHA2-104CHA2-105闸门门体重量Gt = 90 Kg3-2吊门机┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊3-2-1 设计基准型式：螺杆式吊门机動力：详计算书揚程：约L0 = 0.9 M吊昇速度：(动力) 约 V = 0.3 M/Min閘門重量：(不含吊杆) Gt = 0.09 Ton操作方式：现场-电动及手动3-2-2 吊升负荷一、水压抵抗：Q1(设计水位差：外水位较内水位高 3 公尺)()88.0)3(1212122221⨯⨯⨯=⨯-='BHHWwP= 3.96 Ton PW’：水压Q1 = f×PW’ = 0.03 × 3.96 f：转动摩擦系数0.03 = 0.119 Tonu：水封及钢之摩擦系数 0.7二、水封抵抗：Q2q：磨擦阻力= 0.14 t/Mp：作用于水封之平均水压Q u q p b2=⨯+⨯∑'() = 1/2×H+ h=1/2×0.88+2.12 = 2.56 t/M2= 0.7 ×(0.14+2.56×0.030)×3.59 b：水封受压宽度 0.030 M：水封总长= 3.59 M = 0.545 Ton吊升时Ton降下时Ton閘門重量G t10.090 ↓0.090 ↓水壓抵抗Q10.119 ↓0.119 ↑水封抵抗Q20.545 ↓0.545 ↑合计0.754 ↓0.574 ↑0.754 × 1.25 = 0.9425 Ton吊门机容量以 1.0 Ton计算┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊3-2-3 吊门机设计一、设计条件：（1）吊门机型式：电动单螺杆式吊门机（2）螺杆规格，30°梯形螺纹 , JIS B 0216，Tr30（3）螺杆材质：SUS304 不锈钢（4）外径：φ30 mm …d，有效径：φ27 mm …d1（5）螺距： 6 mm … p, 螺纹条数： 2 …n（6）导程： 12 mm … l（7）提吊力： 1000 Kg … Ft（8）提吊高度： 0.9 MA73.51000= 174.5 Kg/Cm2 < 1060 Kg/Cm2四、细长比δ（1）回转半径 e┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊e =41d=47.2= 0.675 Cm（2）细长比δ I：支撑间最长距离 110 Cm60.4 25.3 rpm。

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。

水库放水闸工作闸门2×2.5-7.25m计算书2005.11一．基本资料1.孔口尺寸（B H）2.5×2 m2.进口底坎高程：∇950.40 m3.检修平台高程：∇959.50 m4.上游校核洪水位：∇956.86 m5.上游设计水位：∇957.65 m6.死水位：950.40m二．布置该闸门采用设计水头7.25m，运行条件为动水启闭，利用螺杆下压力动水闭门，动水启门。

面板设置在上游面，止水布置在下游，止水高度2.6m，止水宽度2.1m。

由于闸门孔口尺寸较小，梁系按照结构布置，要满足主梁和主轮的布置要求。

还要满足闸门底缘下游倾角不小于30°的布置要求。

由于闸门孔口尺寸较小，闸门主轮未能作等荷布置，且兼作控制闸门反位移支承，侧滑块作控制闸门侧向位移支承，侧滑块布置在门体上游侧的面板上。

考虑闸门结构尺寸较小，孔口尺寸宽高比等于0.8小于1，故闸门采用单吊点启吊，吊耳设置在门顶,边梁布置为单腹板。

悬臂轮布置为双腹板.顶、侧止水均采用P型橡塑复合止水，底止水为I型平板橡皮，底侧止水也为平板橡皮。

三．结构计算1.总水压力：结构布置见下图Hs=7.25m ，h=2.6m ，Bz=2.1m ，P=1/2λ(2Hs-h)hBzs=0.5 1 (2 7.25-2.6) 2.62.1=32.49t 面板与梁格布置简图2.面板 初选面板厚度按下式计算： []σαδ9.0kp a=梁格编号b(cm)a(cm)b/a k αp (kg/cm 2)(cm)1106.487.2 1.220.3891.650.5690.8423δ考虑到淤沙和锈蚀的作用，初选面板厚度为：δ=1.2cm;计算面板厚度采用：δ=0.84cm;设计面板厚度为：δ=1.2cm;3.面板与梁格的连接计算：由于该闸门的尺寸较小，属于潜孔低水头闸门，故不设置水平次梁，顶、底梁均采用与主梁类似的截面。

4.主梁的计算① 荷载分析主梁可视为支承在边梁上的简支梁，承受水平方向传递来的均布水压力。

(2) 最大弯曲力矩M maxLBP()=-=B L PM 28max 8696(2³ 85 – 88) = 7134 Kg ²Cm(3) 最大弯曲应力σm axZM max max =σ=625.57134= 1268.3 Kg /Cm 2< σab …Ok!(4) 最大挠曲δmax E ：弹性系数2.1³106Kg/Cm 2⎛⎫P LB B 23(2) 主滚轮反作用力R5029.629.620R13101728.8R2348140180R1 = (140³70＋310³40.4＋348³11.8-180³17)/50= 467.4 KgR2 = (180³67＋348³38.9＋310³9.6-140³20)/50= 515.5 Kgσ：赫兹接触应力E ：弹性系数2.1³106 Kg/Cm 2C ：主滚轮有效接触宽 2.0 Cm r ：主滚轮半径 3.1 Cmσa ：容许接触应力 γ：安全系数 1.3 (线接触场合) σγa HB =⨯=⨯⨯1002100213187. HB ：主滚轮硬度 187 Kg/Cm 2=719232./Kg Cm (材质SUS304)1.32101.2516418.0418.06⨯⨯⨯=⨯⨯=r C E R σ= 5526.1 Kg/Cm 2<σa7-2 轴强度(1)弯曲力矩M max3-2 螺杆断面性能（1）I = 6441d ⨯π F ：螺杆容许应力 = 安全系数材料抗拉强度=647.24⨯π σall =55300= 1060 Kg/Cm 2 = 2.61 Cm 4（2）A =421d ⨯π τall =7.85300= 609 Kg/Cm 2 =47.22⨯π d 1：螺杆有效径 φ27 mm= 5.73 Cm 23-3 螺杆拉应力（1）止推系数 ff = 206.31（2）开关扭矩 TT = fW = 31.2068.91000⨯ = 47.5 N ²m （3）套筒旋转速度 NN = lV = 12300 = 25 rpm （4）吊门机选用 SEIBU ：LTMD-01 ，0.4KW ，3φ ，380V ，50Hz始动扭矩 60.4 N ·M , 转速 25.3 rpm（5）升降速度 VL m p r V ⨯=.. = 25.3 ³ 12 = 303.6 mm/min ≒ 300 mm/min + 10％。

计算书2005.8一、基本资料1、闸门尺寸（BxH）6.1mx5.5m2、底板高程：33.5m3、设计工况：上游水位39.0m 下游水位35.5m4、校核工况：上游水位39.0m 下游水位34.5m2、面板（1）面板厚度δ=a[]αakq/根据上表计算，面板设计厚度选用10mm，计算厚度取8mm。

（2）面板与梁格的连接计算面板局部挠曲时产生的垂直于焊缝查长度方向的横拉力：下翼缘 cm y h I W 53.29341.308.881972min ==-= 弯应力：22max /16/9.1053.293410078.320cm KN cm KN W M <=⨯==σ，结构安全，截面构造合理。

（3）挠度验算[]cm l f cm EI ql f 16007.08.88197101.23846006.65538450644==<=⨯⨯⨯⨯⨯==挠度也满足要求。

（4）截面改变截面形心矩 cm y Ay y 6.164.15194.2508112==∑=截面惯性矩：432300.385692.77781126.34112cm Ay th I =+⨯=∑+=截面下半部对中和轴的面积矩：3212002.200.1219.206.47cm S =⨯⨯+⨯= 剪应力：[]22/5.9/6.50.138********.196cm KN cm KN It VS =<=⨯⨯==ττ，安全。

（5）翼缘焊缝翼缘焊缝厚度f h 按受力最大的支承端截面计算。

最大剪力KN V 8.196max =，截面惯性矩40.38569cm I =。

上翼缘对中和轴的面积矩：315.10971.156.192.166.49cm S =⨯+⨯= 下翼缘对中和轴的面积矩：322.9969.206.47cm S =⨯= 需要[]cm I VSh hf 3.05.110.385694.15.10978.1964.1=⨯⨯⨯==τ角焊缝最小厚度mm t h f 6.5145.15.1==> 全梁的上、下翼缘焊缝都采用mm h f 8=（6）面板局部弯曲与主梁整体弯曲的折算应力的验算 面板区格长边中点的局部弯曲应力： 22222/6.17488370343.0465.0mm N t kpa my=⨯⨯==σ 2/4.526.1743.0mm N m y m x =⨯==μσσ 对应于面板长边中点的主梁弯矩和弯应力： []m KN M ⋅=-⨯=5.30634.247.2626.652 236/4.104102934105.306mm N W M ox=⨯⨯==σ 面板长边中点的折算应力：()ox mx my ox mx my zh σσσσσσσ---+=22)( ()4.1044.526.174)4.1044.52(6.17422---+=下翼缘cm y h I W 33.17305.205.354812min ==-=弯应力：22min max /16/28.233.17301004.39cm KN cm KN W M <=⨯==σ，结构安全。

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Q235AA：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/mm2B：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/mm2②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 2④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。

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。

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。