钢结构课程设计
题目：露顶式平面钢闸门设计
专业：水利水水电工程
姓名：杨军飞
班级：14瑶湖一班
学号：2014100034
指导老师：姚行友
二〇一二年6月25日
露顶式平面钢闸门设计
一、设计资料
闸门形式：露顶式平面钢闸门；
孔口净宽：10.00m
设计水头：5.40m
结构材料：Q235F
A-;
焊条：焊条采用E43型手工焊；
止水橡皮：侧止水用P型橡皮，底止水用条形橡皮；行走支承：采用胶木滑道，压合胶木为2
MCS;
-
启闭方式：电动固定式启闭机;
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；
执行规范：《水利水电工程钢闸门设计规范》（1995
SL）。
-
74-。
二、闸门结构的形式及布置
（1）闸门尺寸的确定（见下图）。
1）闸门高度：考虑到风浪产生的水位超高为0.2m，故闸门高度= 5.54+ 0.2 = 5.6（m）；
2）闸门的荷载跨度为两侧止水的间距：L1 = 10m；
3）闸门的计算跨度：L = L0 + 2d = 10+2⨯0.2 =10.4 (m)；
（2）主梁的形式。主梁的形式应根据水头的大小和跨度的大小而定，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力的合力作用线y = H/3 ≈1.867， 并要求下臂梁H a 12.0≥和≥a 0.4。上臂梁 H c 45.0≤,今
取
a 0.12H=0.672(m)
主梁间距
2b=2(y-a)=2(1.867-0.672)=2.39(m)
则c=H-2b-a=5.5-2.46-0.6=2.538(m)
（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冰被横隔板所支承。水平次梁为连续梁，其间距应上疏下密，使面板各区格需要的厚度大致相等，梁格布置具体尺寸如下图所示。
（5）连接系的布置和形式。
1）横向连接系，根据主梁的跨度，决定布置道横隔板，其间距为2.6 m，横隔板兼作竖直次梁。
2）纵向连接系，设在两个主梁下的翼缘的竖平面内。采用斜杆式桁架。
（6）边梁与行走支承。边梁采用单复式，行走支承采用胶木滑道。
三、面板设计
根据《水利水电工程钢闸门设计规范》（SL 74-95），关于面板的计算，先估算面板的厚度，在主梁截面选择之后再验算面板的局部弯曲与主梁弯曲的折算应力。
（1） 估算面板厚度。假定梁格布置尺寸 图 2 所示。面板厚
度按式[]
σα9.0________kp
t ≥计算
当b/a ≤ 3 时，a = 1.5 ，则kp a kp
a t 68.0160
4.19.0_________=⨯⨯= 当b/a > 3 时，a = 1.4 ，则kp a kp
a t 07.0160
4.19.0_________=⨯⨯=
现列 表 1 进行计算。
表1 面 板 厚 度 的 估 算
注 1、面板边长a 、b 都从面板宇梁格的连接焊缝算起，主梁上翼缘宽为140mm (详见后面) 2、区格I 、VI 中的系数k 由三边固定一边简支板查得。
根据表1计算，选用面板厚度 t = 8 mm 。
（2）面板与梁格的连接计算。面板局部绕曲时产生的垂直于焊缝长度方向的横向拉力P 按式σt P 07.0=max 计算，则
σt P 07.0=max =0.07⨯8⨯160=89.6(N/mm)
面板与主梁连接焊缝方向单位长度内的剪力
T=VS/2I 。=333500⨯580⨯8⨯262/2⨯1003410000=202（N/mm ）
由式[]
)7.0/(22ωτf f T P h +≥=2.7（mm ） 面板与梁格连接焊缝取其最小厚度6mm 。
四、水平次梁、顶梁和底梁的设计
（1）荷载与内力计算。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平压力可按式2
______下
上a a p q +=计算。
列 表2 计算后得
表2 水 平 次 梁 、 顶 梁 和 底 梁 均 布 荷 载 的 计 算
梁 号 梁轴 线处 水压 强度
()2
/m kN p
梁间距（m ）
2
_______
下上a a +
（m ） 2
_______
下
上a a p q +=
（kN/m ）
备 注
1顶梁
1.29
2 14.4
1.245
17.93
1.20
3上主梁 24.5 1.05 27.73 0.91 4 33.6 0.855
28.73
0.80
5 40.4
0.74
29.90
0.68
6下主梁 47.4
0.64
30.33
0.60
7底梁 52.9
0.375
19.8
根据 表2 计算，水平次梁计算荷载取30.10kN/m,水平次梁为四跨连续梁，
A B C D
A B C D
q=29.90kN/
次中M 次支M
