水庫(kù)工作閘門(mén)計(jì)算說(shuō)明書(shū)

1、水庫(kù)放水閘工作閘門(mén)2×2.5-7.25m計(jì) 算 書(shū) 2005.11一 基本資料1. 孔口尺寸（BHH）2.5×2 m2. 進(jìn)口底坎高程：Ñ950.40 m3. 檢修平臺(tái)高程：Ñ959.50 m4. 上游校核洪水位：Ñ956.86 m5. 上游設(shè)計(jì)水位：Ñ957.65 m6. 死水位：950.40m二 布置該閘門(mén)采用設(shè)計(jì)水頭7.25m，運(yùn)行條件為動(dòng)水啟閉，利用螺桿下壓力動(dòng)水閉門(mén)，動(dòng)水啟門(mén)。面板設(shè)置在上游面，止水布置在下游，止水高度2.6m，止水寬度2.1m。由于閘門(mén)孔口尺寸較小，梁系按照結(jié)構(gòu)布置，要滿(mǎn)足主梁和主輪的布置要求。還要滿(mǎn)足閘門(mén)

2、底緣下游傾角不小于30°的布置要求。由于閘門(mén)孔口尺寸較小，閘門(mén)主輪未能作等荷布置，且兼作控制閘門(mén)反位移支承，側(cè)滑塊作控制閘門(mén)側(cè)向位移支承，側(cè)滑塊布置在門(mén)體上游側(cè)的面板上。考慮閘門(mén)結(jié)構(gòu)尺寸較小，孔口尺寸寬高比等于0.8小于1，故閘門(mén)采用單吊點(diǎn)啟吊，吊耳設(shè)置在門(mén)頂,邊梁布置為單腹板。懸臂輪布置為雙腹板.頂、側(cè)止水均采用P型橡塑復(fù)合止水，底止水為I型平板橡皮，底側(cè)止水也為平板橡皮。三 結(jié)構(gòu)計(jì)算1. 總水壓力：結(jié)構(gòu)布置見(jiàn)下圖Hs=7.25m，h=2.6m，Bz=2.1m，P=1/2(2Hs-h)hBzs =0.5H1H(2H7.25-2.6)H2.6H2.1=32.49t 面板與梁格布置簡(jiǎn)圖

3、2. 面板 初選面板厚度按下式計(jì)算： 考慮到淤沙和銹蝕的作用，初選面板厚度為：=1.2cm;計(jì)算面板厚度采用：=0.84cm;設(shè)計(jì)面板厚度為：=1.2cm;3. 面板與梁格的連接計(jì)算：由于該閘門(mén)的尺寸較小，屬于潛孔低水頭閘門(mén)，故不設(shè)置水平次梁，頂、底梁均采用與主梁類(lèi)似的截面。4. 主梁的計(jì)算 荷載分析主梁可視為支承在邊梁上的簡(jiǎn)支梁，承受水平方向傳遞來(lái)的均布水壓力。由于該閘門(mén)主梁設(shè)計(jì)未能采用等間距布置，計(jì)算中取荷載最大的中下主梁進(jìn)行計(jì)算設(shè)計(jì)。 q l=210cmq=(5.69+6.51)/2×（6.51-5.69）=5.0t/m 內(nèi)力分析Mmax=ql2/8=5.0×2.12

4、÷8=2.79t-m=2.79×105（kg·cm）Qmax= ql/2=5.0×2.1÷2=5.31t=5.31×103（kg）那么截面所需的W= Mmax/0.85=2.79×105÷0.85*1600 =205(cm3) 截面設(shè)計(jì)按剛度要求的最小梁高為：=（0.208×1600×210）÷（2.1×106×（1/750）=25（cm）根據(jù)經(jīng)濟(jì)梁高計(jì)算：=3.1×2052/5=26（cm）選定主梁為：I28a 則；h=28cm，b=12.2cm ，d=

5、0.85cm，Wx=508cm3，Ix=7114cm4，Ix:Sx=24.62面板參加主梁作用的寬度為；=30×1.2+12.5=48.5cml0=l=210cm, b=12.2cml0/b=210÷12.2=17.21查圖表得1=0.99B=0.99×12.2=12.1cm為考慮適當(dāng)裕度，不考慮面板參與主粱作用。 應(yīng)力驗(yàn)算1=MMAX/WX=2.79×105/508=549(kg/cm2)254(kg/cm2)從以上計(jì)算可知主梁的截面型式能滿(mǎn)足強(qiáng)度要求。 撓度計(jì)算主梁高度是大于最小梁高的，固不必驗(yàn)算撓度。=0.19(cm)<1/750210/75

6、0=0.28可見(jiàn)主梁的撓度滿(mǎn)足規(guī)范要求。由于h0/=28/0.85=32.9480×(2400/s)1/2=60 可不必驗(yàn)算腹板的局部穩(wěn)定性。5. 頂、底梁的設(shè)計(jì)由于頂、底梁所受的荷載相對(duì)于第三根主梁而言要小，又閘門(mén)的吊耳設(shè)置在頂梁腹板上，頂梁在動(dòng)水閉門(mén)時(shí)承受部分水柱壓力，故將其設(shè)計(jì)成與第三根主梁近似的截面形式，強(qiáng)度及穩(wěn)定均能滿(mǎn)足要求。6. 縱梁該閘門(mén)上的縱梁按構(gòu)造要求與門(mén)葉、主梁等齊平連接，截面形式如主梁，那么強(qiáng)度與撓度均能滿(mǎn)足要求。7. 邊梁邊梁可簡(jiǎn)化為支承在兩個(gè)主輪上的雙懸臂梁，承受由頂梁、中橫梁、底梁傳遞來(lái)的集中荷載，計(jì)算簡(jiǎn)圖如下：P1 0.42m P2 0.88m P3 0

7、.12m P4R1 0.17m 0.65m R2荷載分析P1=(4.65+4.95)×0.3 ×2.1×÷2÷2=1.51tP2=(4.95+5.69)×0.74 ×2.1×1÷2÷2=4.14tP3=(5.69+6.51)×0.82 ×2.1×÷2÷2=5.25tP4=(6.51+7.15)×0.64 ×2.1×÷2÷2=4.59tPi= R1+ R20.59 P2+1.47 P3+2.24P4

8、=0.42 R1+ 2.12R2Þ R1=7.29t; R2=8.19t;內(nèi)力計(jì)算0 5.78t 1.65t0.17m 0.88m 4.59t(Q t) 0.42m -1.51t 0.65m 0.12m -3.61t -0.5508t·m-0.6378t·m(M t.m) +0.3449t·m +1.7925t·m 從剪力與彎矩圖可知： Qmax=5.78t; Mmax=1.7925t·m; 320截面特性： 12邊梁所受的最大彎矩較主橫梁要的多 304 280 12 ，采用與主梁近似的截面，只是面板兼作前翼緣寬度B值取為320mm，

9、 12 220=13.42(cm)y2= 30.4-13.42=16.98(cm)Ix= 15704(cm4)S = 581.85(cm3)應(yīng)力驗(yàn)算=153(kg/cm2)=194(kg/cm2)178(kg/cm2)從以上計(jì)算可知邊梁的截面型式能滿(mǎn)足強(qiáng)度要求。通過(guò)以上的分析計(jì)算，可知門(mén)葉結(jié)構(gòu)的布置，主梁、頂、底、邊梁的截面形式的設(shè)計(jì)均是合理的，穩(wěn)定及撓度能滿(mǎn)足規(guī)范要求。四.主輪設(shè)計(jì)本套閘門(mén)上共設(shè)置4個(gè)主輪，并兼作反向支承。取主輪的直徑為380，輪緣寬度a=80mm c L軸徑d=80mm, 100 b 95 300d1=90mm,L=300mm，b=100mm，c=95mm, 80滾輪與軌道

10、的接觸應(yīng)力： a=3×2400=7200(kg/cm2) 滾輪的材料選用ZG35，軌道的材料采用Q235，兩者較小的=2400 kg/cm2。輪軸的彎曲應(yīng)力：輪軸材料選用40Cr號(hào)優(yōu)質(zhì)合金鋼調(diào)質(zhì)熱處理。 輪軸剪應(yīng)力軸套的承壓應(yīng)力軸套采用ZQAL9-4的復(fù)合軸承。軸承座的局部緊接承壓應(yīng)力五.軌道軌道采用組合梁的形式，材料選用Q235鋼，厚度為10mm的鋼板，二期砼標(biāo)號(hào)為C25，。 1.軌道底板與砼承壓應(yīng)力： 2.軌道橫斷面彎曲應(yīng)力3.軌道頸部的局部承壓應(yīng)力4.軌道底板彎曲應(yīng)力通過(guò)以上計(jì)算軌道的設(shè)計(jì)能夠滿(mǎn)足要求。六.啟閉力的計(jì)算該閘門(mén)為工作閘門(mén)，操作條件為動(dòng)水啟啟。用螺桿機(jī)平壓?jiǎn)㈤T(mén) 閉門(mén)

11、力根據(jù)技施圖得知閘門(mén)重約2噸,作用的閘門(mén)上的總水壓力P=0.5×(2Hs-h)hBzs=0.5×(2×7.25-2.6)2.1×2.6=32.49t G=2t+Pt Tzd=P/R×(f1r+f) =32.49/19×(0.3×3.5+0.1)=1.97t Tzs=Pzsf3 =0.7×(2×0.05×2.6×5.95+0.05×2.1×5.95)=1.52t上托力Pt=tHsD1Bzs=1×0.8×7.25×0.028×2.1=0.34t+Pt=1.2(1.97+1.52)-1×2+0.34=2.53t 啟門(mén)力閘門(mén)啟門(mén)為動(dòng)水啟門(mén)，那么閘門(mén)所受的總水壓力為： P=0.5×(2Hs-h)hBzs=0.5×(2×7.25-2.6)2.1×2.6=32.49t TZd=P×(f1r+f)/R=32.49×(0.3×3.5+0.1)/19=1.97tTzs=Pzsf3 =0.7×(2×0.05×2.6×5.95+0.05×2.1&