潜 孔 式 平 面 钢 闸 门 设 计工程概况：闸门是用来关闭、开启或者局部开启水工建筑物中过水孔口的活动结构。其主要作用是控制水位、调节流量。闸门是水工建筑物的重要组成部分，它的安全与适用，在很大程度影响着整个水工建筑物的原行效果。设计目录：1. 水工刚结构潜孔式焊接平面钢闸门设计计算书。1（1）设计资料及有关规定。1（2）闸门结构的形式及布置。1 闸门尺寸的确定。1 主梁的布置。1（3）面板设计。2 （4）水平次梁、顶梁和底梁地设计。3（5）主梁设计。6（6）横隔板设计。8（7）边梁设计。9（8）行走支承设计。10（9）胶木滑块轨道设计。11（10）闸门启闭力和吊座验算。112. 水工刚结构潜孔式焊接平面钢闸门设计图。（附图）水工刚结构潜孔式焊接平面钢闸门设计计算书一、设计资料及有关规定：1. 闸门形式：潜孔式焊接平面钢闸门。2.孔的性质：深孔形式。3.材料：钢材：Q235焊条：E43；手工电焊；普通方法检查。止水：侧止水用P型橡皮，底止水用条型橡皮。行走支承：采用胶木滑道，压合胶布用MCS2。砼强度等级：C20。启闭机械：卷扬式启闭机。4.规范： 水利水电工程刚闸门设计规范（SL74-95），中国水利水电出版社1998.8二、闸门结构的形式及布置（一） 闸门尺寸的确定（图1示）1.闸门孔口尺寸：孔口净跨：3.50m。孔口净高：3.50m。闸门高度：3.66m。闸门宽度：4.20m。荷载跨度：3.66m。计算跨度：3.90m。2.计算水头：50.00m。（二） 主梁的布置1.主梁的数目及形式 主梁是闸门的主要受力构件，其数目主要取决于闸门的尺寸。因为闸门跨度L=3.50m,闸门高度h=3.66m,L3时，a=1.55,则t=a=0.067现列表1计算如下：表1区格a(mm)b(mm)b/akPN/mm2t(mm)4059652.3830.7320.490.6013.7953459652.800.500.490.5011.21253459652.800.740.490.6013.455根据上表计算，选用面板厚度t=14mm 。2.面板与梁格的连接计算已知面板厚度t=14mm ,并且近似地取板中最大弯应力max=160N/mm2,则p=0.0714160=156.8.2N/mm ,面板与主梁连接焊缝方向单位长度内地应力：T=面板与主梁连接的焊缝厚度：，面板与梁格连接焊缝厚度取起最小厚度。四、水平次梁，顶梁和底梁地设计1.荷载与内力地验算水平次梁和顶，底梁都时支承在横隔板上地连续梁，作用在它们上面的水压力可按下式计算，即q=p现列表2计算如下：表2梁号梁轴线处水压力强度P（kN/mm2）梁间距（m）（m）q=p(kN/m)1(顶梁)454.130.225115.800.512（主梁）459.130.48220.380.453（水平次梁）463.540.45208.590.454（主梁）467.950.45210.580.455（水平次梁）472.360.45212.560.456（主梁）476.470.45214.410.457（水平次梁）481.180.45216.530.458（主梁）485.590.45218.510.459（底梁）4900.225110.251727.61kN/m 根据上表计算，水平次梁计算荷载取216.53kN/m，水平次梁为4跨连续梁，跨度为0.90m，水平次梁弯曲时的边跨弯距为: M次中0.077ql2=0.077216.530.9752=15.85kNm支座B处的负弯距：M次B0.107ql2=0.107216.530.9752=22.0248kNm 2.截面选择W=mm3 考虑利用面板作为次梁截面的一部分，初选18b,由附录三表四查得：A=2929mm2 ; Wx=152200mm3 ; Ix=13699000mm4 ; b1=70mm ; d=9mm 。面板参加次梁工作的有效宽度分别按式611及式612计算，然后取其中较小值。 式：611 Bb1+60t=70+6014=910mm ; 式：612 B=1b (对跨间正弯距段) B=2b （对支座负弯距段） 。 梁间距b= 。 对于第一跨中正弯距段l0=0.8l=0.8975=780mm ;对于支座负弯距段l0=0.4l0.4975390mm 。根据l0/b查表61： 对于l0/b780/9000.867 得10.40 ，得B=1b0.40900360mm , 对于l0/b390/9000.430 得20.16 ，得B=2b0.16900144mm ,对第一跨中选用B360mm,则水平次梁组合截面面积（例图4）:A=2929+36014=6961mm2 ;组合截面形心到槽钢中心线得距离：e=65mm ;跨中组合截面的惯性距及截面模量为：I次中13699000+2929652+3601435229662171mm4Wmin=对支座段选用B144mm，则组合截面面积：A=2929+14414=4592mm2 ;组合截面形心到槽钢中心线得距离：e=35mm支座初组合截面的惯性距及截面模量为：I次B13699000+2929432+1441435223680365.8mm4Wmin= 3.水平次梁的强度验算由于支座B处（例图3）处弯距最大，而截面模量较小，故只需验算支座B处截面的抗弯强度，即次说明水平次梁选用18b满足要求。 轧成梁的剪应力一般很小，可不必验算。4.水平次梁的挠度验算 受均布荷载的等跨连续梁，最大挠度发生在便跨，由于水平次梁在B支座处截面的弯距已经求得M次B=22.0248kNm,则边跨挠度可近似地按下式计算： 0.0002 故水平次梁选用18b满足强度和刚度要求。五、主梁设计(一)设计资料1）主梁跨度：净跨（孔口净宽）l03.5m ；计算跨度l3.9m ；荷载跨度l13.66m 。2）主梁荷载：3) 横向隔板间距： 0.975m 。4）主梁容许挠度： W=L/750 。（二）主梁设计1.截面选择（1） 弯距和剪力 弯距与剪力计算如下：弯距： 剪力： 需要的截面抵抗距 已知A3钢的容许应力=160N/mm2 ,考虑钢闸门自重引起附加应力的影响，取容许应力= 则需要的截面抵抗矩为； W= （3）腹板高度选择 按刚度要求的最小梁高（变截面梁）为：经济梁高： 由于钢闸门中的横向隔板重量将随主梁增高而增加，故主梁高度宜选得比hec为小，但不小于hmin。现选用腹板厚度h090cm 。(4)腹板厚度选择选用tw1.0cm 。(5)翼缘截面选择：每个翼缘需要截面为下翼缘选用t12.0cm（符合钢板规格），需要取B130cm,上翼缘的部分截面积可利用面板，故只需设置较小的翼缘板同面板相连，选用t12.0cm，b116cm，面板兼作主梁上翼缘的有效高度为Bb1+60t16+601.4100cm 。上翼缘截面面积A1=182.0+1001.4=172cm2 。(6)弯应力强度验算截面形心距：截面惯性距：截面抵抗距：上翼缘顶边 下翼缘底边 弯应力：安全表3部位截面尺寸（cmcm）截面面积A(cm2)各型心离面板表面距离y（cm）Ay（cm3）各型心离中和轴距离y=y-y1(cm)Ay2(cm4)面板部分1001.4140.00.7980-27.21103578上翼缘162.032.02.476.8-25.520