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水工钢结构露顶式平面钢闸门设计一、 设计资料① 闸门形式：露顶式平面钢闸门； ② 孔口尺寸（宽×高）：22m ×15m ； ③ 上游水位：； ④ 下游水位：； ⑤ 闸底高程：0m ；⑥ 启闭方式：电动固定式启闭机； ⑦ 材料：钢结构：；焊条：E43；行走支承：滚轮支承或者胶木滑道；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，故闸门高度=+=15m ； 闸门的荷载跨度为两侧止水的间距：L 1=22m ； 闸门计算跨度：L=L 0+2d=22+2×=。
图一 闸门主要尺寸 (单位：m) 2.主梁的形式主梁的形式应根据水头和跨度大小而定，本闸门属于大跨度，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=＜=×15=，所以选取7根主梁。
根据公式k y =]1)-(K -[K 32 1.51.5nH计算每一根主梁距水面的距离，取值为 y 1=4m ； y 2=7m ； y 3=9m ； y 4=11m ； y 5=12m ； y 6=13m ；y 7=14m 。
具体布置见下图：图二 主梁的布置 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图图三 梁格布置尺寸图 单位（dm ）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10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。
6.边梁与行走支承。
边梁采用双腹式，行走支承采用滚轮支承。
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 。
一、设计资料及有关规定1、闸门形式：潜孔式平面钢闸门2、孔口尺寸（宽×高）：7.0m×12.0m3、上游水位：67m4、下游水位：0.1m5、闸底高程：0m6、启闭方式：电动固定式启闭机7、材料：钢结构：Q235-A.F焊条：E43型行走支承：采用滚轮支承止水橡皮：侧止水和顶止水用P型橡皮，底止水用条型橡皮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：《水利水电工程钢闸门设计规范SL 1974-2005》二、闸门结构的形式及布置水利水电工程钢结构课程设计1、闸门尺寸的确定闸门高度：12.2m闸门的荷载跨度为两止水的间距：7.0m闸门计算跨度：10+2×0.22=7.44(m)设计水头：67m2、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=7m,闸门高度h=12m,L<h。
所以闸门采用6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。
3、主梁的布置本闸门为高水头的深孔闸门，主梁的位置可按主梁均匀间隔来布置。
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。
4、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，其间距应均匀，以减少计算量。
5、连接系的布置与形式（1）横向连接系，根据主梁的跨度，决定布置5道横隔板，其间距为1.24m，横隔板兼作竖直次粱。
（2）纵向连接系，采用斜杆式桁架。
三、面板设计根据《钢闸门设计规范S74—95》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水利水电工程钢结构课程设计当b/a≤3时，a=1.5,则当b/a >3时，a=1.4,则现列表1计算如下：表1根据上表计算，选用面板厚度t=35mm2、面板与梁格的连接计算已知面板厚度t=35mm ,并且近似地取板中最大弯应力σmax=[σ]=160N/mm2,则面板局部扰曲时产生的垂直于焊缝长度方向的横向拉力P为：P=0.07tσmax =0.07×35×160=392(N/mm )面板与主梁连接焊缝方向单位长度内的剪力：面板与主梁连接的焊缝厚度：角焊缝最小厚度：面板与梁格连接焊缝厚度取起最小厚度四、水平次梁，顶梁和底梁地设计1、荷载与内力验算水平次梁和顶、底梁都是支承在横隔板上的连续梁，作用在它们上面的水压力可按下式计算，即现列表2计算如下表2水利水电工程钢结构课程设计由列表计算后得∑q=7258.8kN/m根据上表计算，水平次梁计算荷载取648.1kN/m，水平次梁为6跨连续梁，跨度为1.24m，水平次梁弯曲时的边跨弯距为:M次中＝0.072ql2=0.072×648.1×1.242=71.9(kN·m)支座B处的负弯距：M次B＝0.106ql2=0.106×648.1×1.24 2=105.4(kN·m)2、截面选择考虑利用面板作为次梁截面的一部分，初选［36a,由附录三表4查得：A=6089mm2；W x=mm3；I x=mm4；b1=96mm；d=9mm 面板参加次梁工作的有效宽度分别按下式计算，然后取其中较小值。
钢结构课程设计设计资料闸门形式：露顶式平面钢闸门设计；孔口净宽：9.00m；设计水头：5.5m；结构材料：Q235钢；焊条：E43；止水橡胶：侧止水用P型橡皮；行走支承：采用胶用滑道，压合胶木为MCS-2；混凝土强度等级：C20。
一、闸门结构的形式及布置图1-1 闸门主要尺寸图（单位：m）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=5.5+0.2=5.7m；=9.0m；闸门的荷载跨度为两侧止水的间距：L1闸门计算跨度：L=L+2d=9+2×0.2=9.40m。
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.主梁的布置根据闸门的高跨比，决定采用双主梁。
为使两个主梁设计水位时所受的水压力相等，两个主梁的位置应对称与水压力合力的作用线3 1.83=≈(图1-1)并要求y H下悬臂a≧0.12H和a≧0.4m、上悬臂c≦0.45H，现取a=0.6≈0.12H=0.66（m）主梁间距2b=2（y-a）=2×1.23=2.46（m）则c=H-2b-a=5.5-2.46-0.6=2.44（m）=0.44H（满足要求）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图。
图1-2 梁格布置尺寸图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3道横隔板，其间距为2.35m，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腹式，行走支承采用胶木滑道。
三、面板设计根据SL1974-2019《水利水电工程钢闸门设计规范》修订送审稿，关于面板的计算，先估算面板厚度，在主梁界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。
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。
水工刚结构潜孔式焊接平面钢闸门设计计算书一、设计资料及有关规定：闸门形式：潜孔式平面钢闸门 孔口净宽：10m 孔口净高：13m 上游水位：73m 下游水位：0.1m 闸底高程：0m启闭方式：电动固定式启闭机 启闭机械：液压式启闭机 材料： 钢材：Q235-A.F ；焊条：E43型；行走支承：采用滚轮支承；止水橡皮：侧止水和顶止水用P 型橡皮，底止水用条型橡皮。
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：《水利水电工程刚闸门设计规范 SL 1974-2005》 混凝土强度等级：C30二、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：10m 孔口净高：13m 闸门高度: 13.2m 闸门宽度: 10.4m 荷载跨度: 13.2m10.0 10.41013.273计算跨度: 10.4m2 计算水头:73m（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=10m,闸门高度h=13m,L<h。
所以闸门采用5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=a14565.19.0⨯⨯kp=0.065kp a当b/a >3时，a=1.55,则t=a 16055.19.0⨯⨯kp=0.067kp a根据上表计算，选用面板厚度t=44mm 。
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：溢洪道露顶式平面钢闸门； 孔口净宽：9.00m ； 设计水头：5.50m ； 结构材料：Q235钢； 焊条：E43；止水橡皮：侧止水用P 型橡皮；行走支承：采用胶木滑道，压和胶木为MCS-2； 混凝土强度等级：C20；二、 闸门结构的形式及布置（1）闸门尺寸的确定（图1） 1）闸门高度：考虑风浪所产生的水位超高为0.2m ，故闸门高度=5.5+0.2=5.7(m)； 2）闸门的荷载跨度为两侧止水的间距：19L m =；图1图23）闸门计算跨度：1L L 2d 920.29.40=+=+⨯= (m)。
（2）主梁的形式。
主梁的形式应根据水头和跨度大小而定，本闸门属于中等跨度，为了方便制造和维护，决定采用实腹式组合梁。
（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合力的作用线y=H/3=1.8m 。
（图2）并要求下悬臂a ≥0.12H 和a ≥0.4m 、上悬臂0.45c H ≤，今取 a=0.7≈0.12H=0.66(m)主梁间距 2b=2(Y —a)×(1.83—0.66)≈2.4(m) 则 c=H-2b-a=5.5-2.2-0.7=2.4(m)≈0.45H(满足要求) （4）梁格的布置和形式。
梁格采用复式布置和高等连接，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图3。
图3（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3道横隔板，其间距为2.35m ，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。
三、 面板设计根据《钢闸门设计规范》（SL74-95）及2006修订送审稿，关于面板的设计，先估算面板厚度，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。
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 。
