鑄鐵鑲銅閘門設計計算書

1、1.3X2.5鑄鐵閘門設計計算說明書1、設計依據(jù)和計算方法設計依據(jù)水工金屬結構防腐蝕規(guī)范（SL105）水利水電建設工程驗收規(guī)范（SL223）碳素結構鋼（GB/T700）鑄鐵尺寸公差與機械加工余量（GB/T6414）灰鑄鐵件（GB/T9439）鑄造鋅合金（GB/T1175）鑄造銅合金技術條件GB1176形狀和位置公差未注公差值（GB/T1184）不銹鋼棒（GB/T1220）鑄件重量公差（GB/T11351）整體鑄鐵法蘭（GB/T17241.6）鑄鐵管法蘭技術條件（GB/T17241.7）計算方法鑄鐵閘門的結構技術體系，采用平面體系、容許應力方法進行計算。2、閘門基本資料2.1閘門參數(shù)及材料表1）

2、參數(shù)孔口尺寸（寬X高）1300X2500閉門水頭：6.0m啟門水頭：6.0m最大水頭差：6.0m壓塊數(shù)量：6塊橫筋布置：4橫筋豎筋布置：2豎筋閘門數(shù)量：1臺2）主要材料序號名稱材料型號1門板鑄鐵HT200灰鑄鐵2門框鑄鐵HT200灰鑄鐵3導軌鑄鐵鑲銅HT200灰鑄鐵Zcusnspb5zn/54密封座銅合金Zcusnspb5zn/55緊固件不銹鋼1Cr136吊座鑄鋼ZG270-5007吊板鑄鋼ZG270-5002.2荷載狀態(tài)按照標書要求，閘門閉門水頭6.0米，啟門水頭6.0米（閘門后無水），閘門最高擋水頭6.0米（閘門后無水）。2.3容許應力灰鑄鐵：HT-200抗拉強度：o=200MPa軸心抗壓

3、和彎曲抗壓：oa=110MPa彎曲抗壓：ow=30MPa抗剪強度：T=20MPa局部承壓：。/=120Mpa局部接頭承壓：ocj=40Mpa彈性模量：135000MP青銅：徑向承壓：ocg=40（N/mm2）3、計算3.1荷載1）總水壓力2）平板門水壓力靜水壓力P=1/2y（2Hs-h）hBzs=154.375（KN）P水平壓力；Hs上游水頭；Hs=6.00mh一孔口止水高度；h=2.5mBzs一孔口止水寬度；Bzs=1.3mY-水密度；淡水Y=10（kN/m3）b）啟門瞬間提門動水壓力規(guī)范規(guī)定“高水頭下經(jīng)常動水操作或經(jīng)常局部開啟的工作閘門，設計時應考慮閘門各部件承受不同程度的動力荷載，動力系

4、數(shù)取值范圍為1.01.2。閘門屬低水頭并且不經(jīng)常局部開啟，因此動力系數(shù)取小值1.0。3.2面板計算按四邊固定的彈性薄板承受均布荷載1）初選面板厚度5_aoa,，O6一面板初選的厚度a一面板短邊長度a=400mmb一面板長邊長度b=500mmq一面板計算區(qū)格中心的水壓力強度q=0.06(N/mm2)。一材料的彎曲抗拉容許應力取。=30(N/mm2)Ky彈塑性薄板支承長邊中點彎曲應力系數(shù)Ky=0.5根據(jù)上面公式面板區(qū)格61,從上至下15排列51=12.65考慮銹蝕余量和合理鑄造工藝要求，厚度取5=20mm3.3閘板及橫梁強度計算因閘門下沿水壓力最大，現(xiàn)以最下沿區(qū)格為例進行閘板橫梁的強度計算。1)載

5、荷分析計算區(qū)間長L：1400mm計算區(qū)間寬B：500mm平均水壓P：0.06(N/mm2)(即6.00m水頭)水區(qū)間總水壓：P=LXBXP=42000N水均載：q=P/L=30N/mm彎矩：M=qL2/8=7350N.m2)截面特性筋板厚a：23mm筋板高H：180mm盤板凈間距b：477mm面板厚d：20mm面板斷面面積:A=bXd=9540mm21筋板斷面面積：A=aXH=4140mm22斷面的總面積：A=A1+A2=13680mm2形心位置：e1=(A1Xd/2+A2XH/2)/A=34.21mm形心位置：e2=H-e1=145.79mmbd3+aH3極慣性距：I=1,L乙形心至面板頂端

6、的距離：h=e1-d=14.21mm+A1(e1-d/2)2bd3+aH3極慣性距：I=1,L乙3)應力彎曲抗拉。=30N/mm2拉應力。=MXE1/I=8.39N/mm2符合要求許用壓應力。=110N/mm2壓應力。2=MXE2/I=35.75N/mm2符合要求4)撓度材料的彈性模量E：HT200材料，E=135000N/mm2許用撓度：f=L/1500=0.093cm撓度：f=5qL4/384EI=0.037cm符合要求3.4門框荷載計算門框抗壓計算：計算門框受力最大狀態(tài)為門葉提起，門葉上、下止水面脫離門框上、下止水面位置，此時，門框受壓最大P=154375N,Fk=140000(mm)2貝。卜=P/Fk=1.1N/mm2。卜。滿足規(guī)范要求3.5吊點起吊力P=50KN1）孔壁承壓應力計算。j=P/d6=8.33N/mm2。jd吊軸直徑；d=50mm6一吊耳板厚度；6=12mm2）吊耳孔拉應力。上（R2+r2）/（R2-r2）=79.35okR一吊耳圓弧半徑；R=50mmr一吊耳半徑；r=45mm3