水工钢结构课程设计设计人：SQD露顶式平面钢闸门设计一、设计资料闸门形式：溢洪道露顶式平面钢闸门；孔口净宽：12.00m；设计水头：6.00m；结构材料：Q235；焊条：E43；止水橡皮：侧止水用P形橡皮，底止水用条形橡皮；行走支撑：采用胶木滑道，压合胶木为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（图设-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=6+0.2=6.2m）（；闸门的何在跨度为两侧止水的间距：L1=12m；闸门的计算跨度：L=L0+2d=12+2×0.2=12.40(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=2.0m(图设-1)，并要求下悬臂a≥0.12H和a≥0.4m、上悬臂a=0.7m≈0.12H=0.72(m)c≤0.45H，今取第-1-页水工钢结构课程设计设计人：SQD主梁间距：则2b=2(y?a)=2×(2?0.7)=2.6(m)__c=H?2b?a=6?2.6?0.7=2.7(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撑。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，梁格布置的具体尺寸详见图设-25、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3.1m，横隔板兼作竖直次梁。（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SL74—95《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。1、估算面板厚度假定梁格布置尺寸如图设-2所示。面板厚度可按下式计算：t=akp0.9α[σ]当b/a≤3时，α=1.5，则t=akp=0.068akp0.9×1.5×160kp=0.070akp0.9×1.4×160当b/a＞3时，α=1.4，则t=a第-2-页水工钢结构课程设计设计人：SQD现列表-1计算如下：表-1面板厚度的估算a(mm)1650990840770670510区格ⅠⅡⅢⅣⅤⅥb(mm)309030903090309030903090b/a1.873.133.133.683.684.014.614.616.06k0.6560.5000.5000.5000.5000.750P(N/mm2)0.0070.0210.0310.0400.0480.055kp0.0680.1020.1250.1420.1550.203t(mm)7.637.077.077.357.357.657.267.267.257.25注：1.面板变长a、b都从面板与梁格的连接焊缝算起，主梁上翼缘宽度为180mm（详见于后）2.区格Ⅰ、Ⅵ中系数k有三边定一边简支板查得。根据上表计算，选用面板厚度t=8mm。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压力可按下式计算：q=pa上+a下2列表-2进行计算梁轴线处·水压强度（kN/m2））1（顶梁）顶梁）23（主梁）主梁）456（下主梁）下主梁）7（底梁）底梁）15.426.535.844.051.957.8梁间距（m））1.721.130.950.840.810.60a上+a下21.4251.0400.8950.8250.7050.400q=pa上+a下23.68备注顶梁荷载的计算1.75×15.41.57×23=3.68R1=1.7221.9527.5632.0436.3036.5923.12有表-2计算后得∑q=181.24KN/m水平次梁的计算荷载取36.30KN/m，水平次梁为四跨连续梁，跨度为3.1m（图设-3）。水平次梁弯曲时的边跨中弯矩为M次中=0.077ql2=0.077×36.3×3.12=26.9(KN?m)支座B出的负弯矩为第-3-页水工钢结构课程设计设计人：SQDM次B=0.107ql2=0.107×36.3×3.12=37.32(KN?m)图设-3水平次梁计算简图和弯矩图2、截面选择