水工鋼結(jié)構(gòu)課程設(shè)計攔污柵及鋼閘門

1、課程設(shè)計說明書 課 程 名 稱: 水工鋼結(jié)構(gòu)水工鋼結(jié)構(gòu) 課 程 代 碼: 106009699106009699 題 目: 露頂式鋼閘門平面設(shè)計露頂式鋼閘門平面設(shè)計 及攔污柵設(shè)計及攔污柵設(shè)計 學(xué) 生 姓 名: 學(xué) 號: 年級/專業(yè)/班: 20142014 級水利水電工程級水利水電工程 1 1 班班學(xué)院(直屬系) : 能源與動力工程學(xué)院能源與動力工程學(xué)院 指 導(dǎo) 教 師: 徐良芳徐良芳 課 程 設(shè) 計 說 明 書- 1 -目目 錄錄摘摘 要要.- 3 -引引 言言 .- 4 -任務(wù)與分析任務(wù)與分析.- 5 -1 工程概況工程概況.- 6 -2.1 露頂式平面鋼閘門設(shè)計.- 6 -2.2 攔污柵設(shè)計

2、.- 6 -3 閘門的結(jié)構(gòu)形式及布置閘門的結(jié)構(gòu)形式及布置 .- 6 -3.1 閘門尺寸的確定.- 6 -3.2 主梁的形式.- 7 -3.3 主梁的布置.- 7 -3.4 梁格的布置和形式.- 8 -3.5 連接系的布置和形式.- 8 -3.6 邊梁與行走支承.- 8 -4 面板設(shè)計面板設(shè)計.- 8 -4.1 估算面板厚度.- 9 -4.2 面板與梁格的連接計算.- 9 -5 水平次梁、頂梁和底梁的設(shè)計水平次梁、頂梁和底梁的設(shè)計.- 10 -5.1 荷載與內(nèi)力計算.- 10 -5.2 截面選擇.- 11 -5.3 水平次梁的強(qiáng)度驗算.- 12 -5.4 水平次梁的撓度驗算.- 12 -5.5

3、頂梁和底梁.- 13 -6 主梁設(shè)計主梁設(shè)計.- 13 -6.1 設(shè)計資料.- 13 -6.2 主梁設(shè)計.- 13 -7 橫隔板設(shè)計橫隔板設(shè)計.- 17 -7.1 荷載和內(nèi)力計算。.- 17 -7.2 橫隔板截面選擇和強(qiáng)度計算.- 17 -8 縱向連接系設(shè)計縱向連接系設(shè)計.- 18 -8.1 荷載和內(nèi)力計算。.- 18 -8.2 斜桿截面計算.- 19 -9 邊梁設(shè)計邊梁設(shè)計.- 19 -91 荷載和內(nèi)力計算。.- 20 -9.2 邊梁的強(qiáng)度驗算.- 21 -10 行走支梁設(shè)計行走支梁設(shè)計.- 22 - 課 程 設(shè) 計 說 明 書- 2 -11.膠木滑塊軌道設(shè)計膠木滑塊軌道設(shè)計.- 22 -1

4、1.1 確定軌道底板的寬度.- 22 -11.2 確定軌道底板厚度.- 23 -12 閘門啟閉力和吊座計算閘門啟閉力和吊座計算.- 23 -12.1 啟門力計算.- 23 -12.2 閉門力計算.- 24 -12.3 吊軸和吊耳驗算.- 24 -13 攔污柵的設(shè)計攔污柵的設(shè)計.- 26 -13.1 攔污柵的形式和構(gòu)造.- 26 -13.2 柵面結(jié)構(gòu).- 26 -13.3 柵欄整體穩(wěn)定性驗算.- 27 -結(jié)結(jié) 論論 .- 29 -參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn).- 30 -課程設(shè)計成績評定表課程設(shè)計成績評定表.- 31 - 課 程 設(shè) 計 說 明 書- 3 -摘摘 要要此次課程設(shè)計內(nèi)容為露頂式閘門以及攔污柵，

5、它們都是水工建筑物重要的設(shè)施，我們通過提供的閘門尺寸、攔污柵尺寸以及上下游設(shè)計水位等相關(guān)資料，對閘門的結(jié)構(gòu)形式和布置、面板尺寸、主次梁數(shù)量和尺寸以及支承結(jié)構(gòu)的選擇等進(jìn)行分析計算，對攔污柵柵面的結(jié)構(gòu)布置、主梁數(shù)目和整體穩(wěn)定性進(jìn)行分析計算。關(guān)鍵詞：關(guān)鍵詞：結(jié)構(gòu)形式和布置、主次梁設(shè)計、整體穩(wěn)定性分析計算 課 程 設(shè) 計 說 明 書- 4 -引引 言言鋼閘門是用于關(guān)閉和開放泄(放)水通道的控制設(shè)施，是水工建筑物的重要組成部分，有攔截水流，控制水位、調(diào)節(jié)流量、排放泥沙和飄浮物等重要功能。攔污柵設(shè)在進(jìn)水口前，用于攔阻水流挾帶的水草、漂木等雜物(一般稱污物)的框柵式結(jié)構(gòu)。設(shè)計閘門和攔污柵時，必須考慮全面，包

6、括其具體用途及布置位置，孔口尺寸和數(shù)量，上下游水位高度，以及風(fēng)荷載和波浪荷載等外界影響，并且還應(yīng)考慮制造、運(yùn)輸和安裝等情況的限制。 課 程 設(shè) 計 說 明 書- 5 -任務(wù)與分析任務(wù)與分析課程設(shè)計任務(wù)：通過所學(xué)的知識以及查閱相關(guān)資料，掌握正確的設(shè)計原理和方法對露頂式閘門以及攔污柵進(jìn)行設(shè)計。課程設(shè)計分析：此次設(shè)計主要為閘門和攔污柵兩個方面，露頂式閘門設(shè)計內(nèi)容包括：閘門的結(jié)構(gòu)形式和布置，閘門面板設(shè)計，水平次梁、頂梁和底梁設(shè)計，主梁設(shè)計，橫隔板設(shè)計，縱向連接系設(shè)計，邊梁設(shè)計，行走支承設(shè)計，膠木滑道軌道設(shè)計，閘門啟閉力和吊座設(shè)計。攔污柵設(shè)計內(nèi)容包括：攔污柵形式與構(gòu)造，柵面設(shè)計，柵面整體穩(wěn)定性驗算。 課

7、 程 設(shè) 計 說 明 書- 6 -1 工程概況閘門是用來關(guān)閉、開啟或者局部開啟的水工建筑物中過水孔口的活動結(jié)構(gòu)。其主要作用是控制水位、調(diào)節(jié)流量。閘門是水工建筑物的重要組成部分，它的安全與適用，在很大程度影響著整個水工建筑物的原型效果。2 設(shè)計資料2.1 露頂式平面鋼閘門設(shè)計閘門型式：露頂式平面鋼閘門 （小） 孔口尺寸（寬*高）： 寬 9 m *高 4.5 m 上游水位： 4.3 m 下游水位： 0 m閘底高程： 0 m 啟閉方式： 卷揚(yáng)式啟閉 材料 ： 鋼結(jié)構(gòu)：Q235-A.F 焊條：E43 型 行走支承：膠木滑道止水橡皮：側(cè)止水用 P 型橡皮，底止水用條形橡皮 混凝土強(qiáng)度等級：C20制造條件

8、： 金屬結(jié)構(gòu)制造廠制造，手工電弧焊，滿足級焊縫質(zhì)量檢驗標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范：水利水電工程鋼閘門設(shè)計規(guī)范 SL 1974-20052.2 攔污柵設(shè)計閘門型式：露頂式平面鋼閘門 孔口尺寸（寬*高）： 寬 9 m*高 4.5 m水頭：2m3 閘門的結(jié)構(gòu)形式及布置3.1 閘門尺寸的確定閘門的高度：考慮風(fēng)浪所產(chǎn)生的水位超高為 0.2m，故閘門高度=4.5+0.2m=4.7m； 課 程 設(shè) 計 說 明 書- 7 -閘門的荷載跨度為兩側(cè)止水的間距：L1=9m閘門的計算跨度：L=L0+2d=9+2*0.2=9.4m圖 3-1 閘門主要尺寸圖3.2 主梁的形式主梁的形式根據(jù)水頭和跨度大小而定，本閘門屬中等跨度，為了方便制造

9、和維護(hù)，決定采用實腹式組合梁。3.3 主梁的布置根據(jù)閘門的高跨比，決定采用雙主梁。為了使兩個主梁在設(shè)計水位時所受的水壓 課 程 設(shè) 計 說 明 書- 8 -力相等，兩個主梁的位置應(yīng)對稱于水壓力合力的作用線 y=H/3=1.5m，并要求下懸臂a0.12H 和 a0.4m、上懸臂 c0.45H，今取a=0.5250.12H=0.54m主梁的間距： 2b=2（y-a）=2*0.975 =1.95m則 c=H-2b-a=4.5-1.95-0.525=2.025m=0.45H（滿足要求）3.4 梁格的布置和形式梁格采用復(fù)式布置和等高連接，水平次梁穿過橫隔板上的預(yù)留孔并被橫隔板所支承。水平次梁為連續(xù)梁，其

10、間距應(yīng)上疏下密，使面板各區(qū)格需要的厚度大致相等，梁格布置的具體尺寸詳見圖。圖 3-2 梁格布置圖（單位 mm）3.5 連接系的布置和形式（1）橫向連接系，根據(jù)主梁的跨度，決定布置 3 道橫隔板，其間距為 2.35m，橫隔板兼做豎直次梁。（2）縱向連接系，設(shè)在兩個主梁的下翼緣的豎平面內(nèi)，采用斜桿式桁架。3.6 邊梁與行走支承邊梁采用單腹式，行走支承采用膠木滑道。4 面板設(shè)計根據(jù) SL74-95水利水電工程鋼閘門設(shè)計規(guī)范修訂送審稿，先估算面板厚度， 課 程 設(shè) 計 說 明 書- 9 -在主梁截面選擇之后再驗算面板的局部彎曲與主梁整體彎曲的折算應(yīng)力。4.1 估算面板厚度假定梁格布置尺寸，面板厚度 t

11、 按照公式 t)mm 計算。 （0.90.9 面板參加貯量工作需要保留一定的強(qiáng)度儲備系數(shù)；彈塑性調(diào)整系數(shù)，當(dāng) b/a3時，=1.5，當(dāng) b/a3 時，=1.4；鋼材的抗彎容許應(yīng)力，以 N/mm計）則初取 t= 0.9 當(dāng) b/a 3 時，=1.5 則 t=0.0680.9 1.5 160當(dāng) b/a 3 時，=1.4 則 t=0.07 0.9 1.4 160P=0.0098h N/mm,h 為區(qū)格中心水頭表 4-1 面板厚度的估算區(qū)格a（mm）b（mm）b/akp(N/mm)kpt（mm）110023402.13 0.696 0.005 0.059 4.41 80023402.93 0.500

12、0.015 0.087 4.71 70023403.34 0.500 0.022 0.105 5.14 61023403.84 0.500 0.029 0.120 5.14 53023404.42 0.500 0.034 0.130 4.84 40023405.85 0.750 0.038 0.169 4.73 K 值查附錄 9 矩形彈性波薄板彎矩系數(shù)據(jù)上表計算，選用面板厚度 t=6mm4.2 面板與梁格的連接計算面板局部撓曲時產(chǎn)生的垂直于焊縫長度方向的橫拉力 P 按照 P=0.07tmax計算，其中 max表示厚度 t（mm）的面板中最大彎應(yīng)力，計算時候可以采取 max=，因為已經(jīng)求知面板厚

13、度 t=6mm，并且近似地取板中最大彎應(yīng)力 max=160N/mm則 P=0.07tmax=0.07*6*160=67.2(N/mm)面板與主梁連接焊縫方向單位長度內(nèi)的剪力： 課 程 設(shè) 計 說 明 書- 10 - =138N/mm2228135 470 6 2822 656868240又面板與主梁連接的焊縫厚度 hf可以近似的按照 hf/(0.7wf)和+ hf不應(yīng)小于 6mm 確定，公式中的wf表示角焊縫容許剪應(yīng)力，于是hf/(0.7wf)=/（0.7）=1.9mm+ 67.2+ 138 115面板與梁格連接焊縫最小厚度 hf=6mm5 水平次梁、頂梁和底梁的設(shè)計5.1 荷載與內(nèi)力計算水平

14、次梁和頂、底梁都是支承在隔板上的連續(xù)梁，作用在它們上面的水壓力按q=p計算上+下2其中 p 表示次梁橫軸線處的水壓強(qiáng)度；a上和 a下分別表示水平次梁軸線到上、下相鄰梁之間的距離。表 5-1 水平次梁、頂梁和底梁均布荷載的計算梁號梁軸線處水壓強(qiáng)度 p（KN/）梁間距（m）(a上+a下)/2（m）q=p(a上+a下)/2（m）備注1 頂梁1.81211.51.1201.01311.643 上主梁20.30.9050.85517.36428.20.8050.74320.94534.890.6800.65822.946 下主梁41.10.6350.52021.377 底梁46.10.4050.4001

15、8.44頂梁荷載計算 R=（0.97*11.2*0.97 ）/(2*3*0.97) 根據(jù)表計算，水平次梁計算荷載取 q=22.94KN/m，水平次梁為四跨連續(xù)梁，跨度 課 程 設(shè) 計 說 明 書- 11 -為 L=2.35m，如下圖 5-1。圖 5-1 水平次梁計算簡圖和彎矩圖水平次梁彎曲時邊跨中彎矩 M次中為： M次中=0.077ql2=0.077*22.94*2.352=9.75 KN*m支座 B 處的負(fù)彎矩為： M次 B=0.107ql2=0.107*22.94*2.352=13.56 KN*m5.2 截面選擇W=84750mm313.56 106160考慮利用面板作為次梁截面的一部分，

16、初選14b，由表查得：A=2131mm3； WX=871000mm3； IX=6094000mm4； b1=60mm； tw=8mm面板參加次梁工作有效寬度按照下面計算，然后取其中最小值。（1） 考慮面板兼作梁翼緣在受壓是不至喪失穩(wěn)定而限制的有效高度 Bb1+2c=b1+60t=60+60*6=420mm（2） 考慮面板眼寬度上應(yīng)力分布不均而折算的有效高度B=1b （對胯間正彎矩段）B=2b (對支座負(fù)彎矩段)按照 5 號梁計算，設(shè)梁間距 b=658mm。確定上式中面板的1+220.68+0.6352有效寬度系數(shù) 時，需要知道梁彎矩零點之間的距離與梁間距 b 之比值。對于第一跨中正彎矩段取 L

17、0=0.8L=0.8*2350=1880mm；對于支座負(fù)彎矩段取L0=0.4L=0.4*2350=940mm。根據(jù) L0/b 查表 7-1 得：對于 L0/b=1880/658=2.857 得 1=0.82 則 B=1b=0.82*658=540mm對于 L0/b=940/658=1.429 得 2=0.40 則 B=2b=0.40*658=236mm對于第一跨中彎矩選用 B=420mm，則水平次梁組合截面面積為：A=2131+420*6=4651mm2 課 程 設(shè) 計 說 明 書- 12 -組合截面形心到槽鋼中心線的距離為：e=420*6*73/4651=40mm跨中組合截面的慣性矩及截面模

18、量為 I次中=6094000+2131*402+420*6*（32+3）2=12590600mm4 Wmin=12590600/108=116580mm2最支座選用 B=236mm，則組合截面面積：A=2131+236*6=3547mm2組合截面形心到槽鋼中心線的距離：e=236*6*74/3547=30mm支座處組合截面的慣性矩及截面模量： I次B=6094000+2131*302+236*6*452=10879300mm4 Wmin=10879300/103=105624mm25.3 水平次梁的強(qiáng)度驗算由于支座 B 處的彎矩最大，而截面模量較小，故需要驗算支座 B 處截面的抗彎強(qiáng)度，即：次

19、=M次 B/Wmin=13.56*106/105624=128.4N/mm2=160 N/mm2說明水平次梁選用14b 滿足要求。同時軋成梁的剪應(yīng)力一般很小，可不必驗算。5.4 水平次梁的撓度驗算受均布荷載的等跨連續(xù)梁，最大撓度發(fā)生在邊跨，由于水平次梁在 B 支座處截面的彎矩已經(jīng)求得 M次 B=13.56 KN*m，則邊跨撓度課近似地按照下式計算：圖 5-1 面板參加水平次梁工作后的組合荷載面（單位 mm） 課 程 設(shè) 計 說 明 書- 13 -=*-53843次次16次=-5 22.94 (2.35 103)3384 2.06 105 1259 104=0.000727=0.00413.56

20、 106 2.35 10316 2.06 105 1259 1041250故水平次梁選用14b 滿足強(qiáng)度和剛度要求。5.5 頂梁和底梁頂梁所受荷載較小，但考慮水面漂浮物的撞擊等影響，必須加強(qiáng)頂梁剛度，所以也采用 14b 槽鋼。6 主梁設(shè)計6.1 設(shè)計資料（1）主梁的跨度凈寬 L0=9.00m；計算跨度 L=9.4m；荷載跨度 L1=9m（2）主梁的荷載 q=50.2KN/m（3）橫向隔間距：2.35m（4）主梁容許撓度：w=L/6006.2 主梁設(shè)計主梁設(shè)計包括：截面選擇；梁高改變；翼緣焊縫；腹板局部穩(wěn)定驗算；面板局部彎曲與主梁整體彎曲的折算應(yīng)力計算。 課 程 設(shè) 計 說 明 書- 14 -1

21、) 截面的選擇圖 6-1 平面鋼閘門的主梁位置和計算簡圖（1） 彎矩與剪力。彎矩和剪力計算如下： Mmax=553KN*m50.2 92 (9.4294) Vmax=226N1212 50.2 9（2） 需要的截面模量。已知 Q235 鋼的容許應(yīng)力=160KN/mm2，考慮鋼閘門自重引起的附加應(yīng)力作用，去容許應(yīng)力=0.9*160=144KN/mm2，則需要的截面模量為W=3840cm2=553 100144 0.1（3） 腹板的高度選擇。按剛度要求的最小梁高（變截面梁）為：Hmin=0.96 0.23 =0.96 0.23144 102 9.4 1022.06 107 （1 600）=87.1

22、 課 程 設(shè) 計 說 明 書- 15 -對于變截面梁的經(jīng)濟(jì)梁高，hec=3.1w2/5=3.1*38402/5=84cm由于鋼閘門中的橫向隔板重量將隨主梁增高而增高，故主梁高度宜選的比 hmin大，現(xiàn)在選用腹板高度 h0=97cm。（4） 腹板厚度的選擇。按照經(jīng)驗公式計算：tw=0.9cm，選用11=9711tw=1.0cm。（5） 翼緣截面選擇。每個翼緣需要截面為： A1=23.4cm0 06=3840971 976下翼緣選用 t1=2 cm（符合鋼板規(guī)格）需要 b1=11.7cm，選用 b1=22cm（通常采用 b1=,11=23.42353219.4且不超過=38.8cm） 。2.5上翼

23、緣的部分截面可利用面板，故只需設(shè)置較小的上翼緣同面板相連，選用t1=2cm，b1=14cm。面板兼作主梁上翼緣的有效寬度去為：B=b1+60t=14+60*0.6=50cm。上翼緣截面積 A1=14*2+50*0.6=58cm2（6） 彎應(yīng)力強(qiáng)度驗算。主梁跨中截面幾何特性如表：表 6-1 主梁跨中截面幾何特性表部位截面尺寸（cm*cm）截面面積A（cm）各形心離面板表面距離 y（cm）Ay(cm)各形心離中和軸距離 y-y1Ay（cm4）面板部分50*0.6300.39-47.1 66916.3 上翼緣板14*2.0281.644.8-45.8 58807.4 腹板97*1.09751.149

24、56.73.7 1307.4 下翼緣板22*2.044100.64426.453.2 124864.8 合計1999458.2251896.0 課 程 設(shè) 計 說 明 書- 16 -截面形心矩：y1=47.5cm=9458.2199截面慣性矩：I=3012+2 =1 97312+ 251896= 327952 4截面模量：上翼緣頂邊：Wmax=6904cm31=32795247.5下翼緣底邊：Wmax=6062cm32=32795254.1彎應(yīng)力：=553 1006062=9.1KN/cm20.916=14.4 KN/cm2(安全)（7） 整體穩(wěn)定性與撓度驗算。因主梁上翼緣直接同剛面板相連，按

25、照規(guī)范可不必驗算整體穩(wěn)定性。又因梁高大于剛度要求的最小梁高，故梁的撓度也不必驗算。2）截面改變因主梁跨度較大，為減小門槽寬度和支承邊梁高度（節(jié)省鋼材） ，有必要將主梁支承端腹板高度減小為 h0s=0.6h0=0.6*97=58cm。梁高開始改變的位置取在臨近支承段的橫向隔板下翼緣的外側(cè)，離開支承段的距離為 235-10=225cm。剪切強(qiáng)度驗算：考慮到主梁段部的腹板及翼緣部分分別同支承邊梁的腹板及翼緣相焊接，故可按工字剛截面來驗算剪應(yīng)力強(qiáng)度。主梁支承端截面的幾何特性如表，以及變截面后的尺寸。 課 程 設(shè) 計 說 明 書- 17 -圖 6-3 主梁支承端截面（單位mm）表 6-2 主梁端部截面的

26、幾何特性部位截面尺寸（cm*cm）截面面積A（cm）各形心離面板表面距離 y（cm）Ay(cm)各形心離中和軸距離 y-y1Ay（cm4）面板部分50*0.6300.39-28.4 24250.1 上翼緣板14*2.0281.644.8-27.1 20610.9 腹板58*1.05831.61832.82.9 477.3 下翼緣板22*2.04461.62710.432.9 47535.6 合計160459792873.9 截面形心矩：y1=28cm4597160截面慣性矩：I0=+92873=109132cm41 58312截面下半部中和軸的面積矩：S=4432.9+31.91=1956cm

27、331.92剪應(yīng)力：=4.05 KN/cm2=9.5 KN/cm2。(安全)0=226 1956109132 13）翼緣焊縫翼緣焊縫厚度 hf按受力最大的支承端截面計算。最大剪力 Vmax=226KN，截面慣性矩 I=109132cm4。上翼緣對中和軸的面積矩：S1=3028.4+2827.1=1611cm3下翼緣對中和軸的面積矩：S=4432.9=14481.5=1.5=6.7mm 20全梁的上下翼緣焊縫都采用 hf=8mm7 橫隔板設(shè)計7.1 荷載和內(nèi)力計算。橫隔板同時兼作豎直次梁，它主要承受水平次梁、頂梁和底梁傳來的集中荷載以及面板傳來的分布荷載，計算時可把這些荷載用以三角形分布的水壓力

28、來代替，并且把橫隔板作為支撐在主梁的雙懸臂梁。則每片橫隔板在懸臂的最大彎矩為：M=58.8 KN*mm2.49 24.22 2.35 2.4937.2 橫隔板截面選擇和強(qiáng)度計算其腹板選用與主梁腹板同高，采用 970*6mm 課 程 設(shè) 計 說 明 書- 19 -上翼緣利用面板，下翼緣采用 180*6mm 的扁鋼，上翼緣可利用面板的寬度按B=2b 確定，其中 b=2350mm，按 l0/b=2*2490/2350=2.119,查的有效寬度系數(shù)2=0.51，B=0.51*2350=1199mm，取 B=1200mm。截面形心到腹板中心線的距離：e=212mm1200 6 488 180 6 488

29、1200 6 + 180 6 + 970 6截面慣性矩為：I=1895116 970312+6 970 2122+6 180 7002+6 1200 3002mm4 104截面模量為： Wmin=2695747mm31895110000703驗算彎應(yīng)力為： =21.8N/mm258.8 1062695747由于橫隔板截面高度較大，剪切強(qiáng)度更不必驗算。橫隔板翼緣焊縫采用 hf=6mm。8 縱向連接系設(shè)計8.1 荷載和內(nèi)力計算。向連接系承受閘門自重。露頂式平面鋼閘門葉自重 G 按附錄 11 中的式計算： G=9.8KZKCKgH1.43B0.88=9.810.134.51.4390.88=75.7

30、 KN下游縱向連接系承受 0.4G=0.4*75.5=30.2 KN縱向連接系視作簡支的平面桁架，其桁架腹板桿布置如圖所示，其節(jié)點荷載為 =7.55 KN30.24桿件內(nèi)力計算結(jié)果如圖所示。 課 程 設(shè) 計 說 明 書- 20 -圖 8-1 縱向連接系計算圖 （單位 mm）8.2 斜桿截面計算斜桿承受最大拉力 N=15.56KN，同時考慮閘門偶然扭曲時可能承受壓力，故長細(xì)比的限制值應(yīng)與壓桿相同，即 =200選用單角鋼100*8，由附錄三查得截面面積 A=15.6cm2=1560mm2回轉(zhuǎn)半徑 iy0=1.98cm=19.8mm斜桿計算長度 l0=0.9=3.01m2.352+ 2.352+ 0

31、.42長細(xì)比 =152.02=200003.01 10319.8驗算拉桿強(qiáng)度 =10N/mm20.85=133 N/mm215.56 1031560考慮單角鋼受力偏心的影響，將容許應(yīng)力降低 15%進(jìn)行強(qiáng)度計算。9 邊梁設(shè)計 課 程 設(shè) 計 說 明 書- 21 -邊梁的截面形式采用單腹式，邊梁的截面尺寸按照構(gòu)造要求確定，即截面高度與主梁端部高度相同，腹板厚度與主梁腹板厚度相同，為了便于安裝壓合膠木滑道，下翼緣寬度不宜小于 300mm。邊梁是閘門的重要受力構(gòu)件，由于受力情況復(fù)雜，故在設(shè)計時可將容許應(yīng)力降低20%為考慮受扭影響的安全儲備。圖 9-1 邊梁截面（單位 mm）91 荷載和內(nèi)力計算。在閘門

32、每側(cè)邊梁上各設(shè)兩個膠木滑道。其布置尺寸如圖所示。圖 9-2 邊梁計算圖 課 程 設(shè) 計 說 明 書- 22 -1）水平荷載。主要是主梁傳來的水平荷載，還有水平次梁和頂、底梁傳來的水平荷載。為了簡化起見，可假定這些荷載由主梁傳給邊梁。每個邊梁作用于邊梁的荷載為 R=226KN2）豎向荷載。有閘門自重、滑道摩阻力、止水摩阻力、起吊力等 上滑塊所受的壓力 R1=174 KN226 2.353.05 下滑塊所受的壓力 R2=452-174=278 KN 最大彎矩 Mmax=1740.7=121.88 KN*m 最大剪力 Vmax=R1=174 KN最大軸向力為作用在一個邊梁上的起吊力，估計為 200K

33、N。在最大彎矩作用截面上的軸力為 N=200-R1f=200-1740.12=179.12KN。9.2 邊梁的強(qiáng)度驗算截面面積 A=58010+230014=14200mm2面積矩 Smax=14300297+10290150=1682400mm3截面慣性矩 I=+2300142972=903548933mm410 580312 課 程 設(shè) 計 說 明 書- 23 -截面模量 W=2877544mm3903548933314截面邊緣最大應(yīng)力驗算 max=+179.12 10314200121.88 1062877544=12.6+42.4=55N/mm20.8=0.8160=128N/mm2腹

34、板最大剪應(yīng)力驗算 =174000 1682400903548933 10=32N/mm20.8=0.895=76 N/mm2腹板與下翼緣連接處折算應(yīng)力驗算 =12.6+42.4=52 N/mm2+300314 =24 N/mm2174000 300 14 297903548933 10 2h=2+ 33522+ 242=57 N/mm20.8=0.8160=128 N/mm2以上驗算均滿足強(qiáng)度要求。10 行走支梁設(shè)計膠木滑塊的計算：滑塊位置如圖所示，下滑塊受力最大，其值為 R2=278KN。設(shè)滑塊長度為 300mm，則滑塊單位長度的承壓力為 q=927 N/mm278000300由所計算的 q

35、，查表 7-2 得軌道頂弧面半徑 R=100mm，軌道設(shè)計寬度 b=25mm，膠木軌道與軌頂弧面的接觸應(yīng)力為 課 程 設(shè) 計 說 明 書- 24 - max=104=104=317 N/mm2=500 N/mm2927100選定膠木滑道高 30mm，寬 120mm，長 300mm11.膠木滑塊軌道設(shè)計11.1 確定軌道底板的寬度軌道底板寬度按混凝土承壓強(qiáng)度確定。根據(jù) C20 混凝土由附錄 10 表 2 查的混凝土的容許承壓應(yīng)力為h=7 N/mm2，則所需的軌道底板寬度為 Bh=132mm，取 Bh=140mm9277故軌道底面壓應(yīng)力為 h=6.6 N/mm2 927140 圖10-1 膠木滑塊

36、支承軌道截面（單位 mm）11.2 確定軌道底板厚度軌道底板厚度 按其彎曲強(qiáng)度確定。軌道底板的最大彎應(yīng)力為 =3h 22 課 程 設(shè) 計 說 明 書- 25 -式中軌道底板的懸臂長度 c=102.5mm，對于 Q235 鋼，查得=100 N/mm2。故所需軌道底板厚度為 t=46mm 取 t=50mm323 6.6 102.5210012 閘門啟閉力和吊座計算12.1 啟門力計算T起=1.1G+1.2（TZd+TZs）+Px其中閘門自重 G=75.7KN滑道摩阻力 TZd=fP=0.12904.4=109 KN止水摩阻力 TZS=2fbHp因為橡皮止水與鋼板的摩擦系數(shù) f=0.65 橡皮止水的

37、受壓寬度取為 b=0.06m 每邊側(cè)止水受水壓長度 H=4.5m 側(cè)止水平均壓強(qiáng) p=21.38 KN/m2故 TZS=20.650.064.521.38=7.5 KN下吸力 Px底止水橡皮采用 I110-16 型，規(guī)格為寬 16mm、長 110mm。底止水沿門跨長 9.4m。根據(jù)水利水電工程鋼閘門設(shè)計規(guī)范：啟門時閘門底緣平均下吸強(qiáng)度一般按 20 KN/m2計算，則下吸力為 Px=20 9.40.016=3 KN故閘門啟門力為 T起=1.1G+1.2（TZd+TZs）+Px =1.175.7+1.2(109+7.5)+3=319.27 KN12.2 閉門力計算T閉=1.2（TZd+TZs）-0.9G 課 程 設(shè) 計 說 明 書- 26 - =1.2(109+7.5)-0.975.7=72 KN顯然僅靠閘門自重是不能關(guān)閉閘門的。由于該溢洪道閘門孔口較多，若把閘門行走支