水利水电工程钢结构课程设计目录一、设计资料及有关规定2二、闸门结构的形式及布置2三、面板设计3四、水平次梁、顶梁和底梁地设计4五、主梁设计7六、横隔板设计10七、纵向连接系11八、边梁设计11九、行走支承设计13十、 轨道设计14十一、止水布置方式14十二、埋固构件15十三、闸门启闭力15十四、闸门的启闭机械15一、设计资料及有关规定1、闸门形式：潜孔式平面钢闸门2、孔口尺寸（宽高）：7.0m12.0m3、上游水位：67m4、下游水位：0.1m5、闸底高程：0m6、启闭方式：电动固定式启闭机7、材料： 钢结构：Q235-A.F焊条：E43型行走支承：采用滚轮支承止水橡皮：侧止水和顶止水用P型橡皮，底止水用条型橡皮8、制造条件：金属结构制造厂制造，手工电弧焊，满足级焊缝质量检验标准。9、规范：水利水电工程钢闸门设计规范 SL 1974-2005二、闸门结构的形式及布置1、闸门尺寸的确定闸门高度：12.2m闸门的荷载跨度为两止水的间距：7.0m闸门计算跨度：10+20.22=7.44(m) 设计水头：67m 2、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=7m,闸门高度h=12m,L3时，a=1.4,则现列表1计算如下：表1区格a(mm)b(mm)b/akpN/mm2t(mm)191012301.350.5100.5440.52732.61291012301.350.4290.5540.48830.20391012301.350.4290.5640.49230.44491012301.350.4290.5730.49630.69591012301.350.4290.5830.50030.94691012301.350.4290.5930.50431.19791012301.350.4290.6030.50931.50891012301.350.4290.6130.51331.74991012301.350.4290.6220.51731.991091012301.350.4290.6320.52132.241191012301.350.4290.6420.52532.491286012301.430.5390.6520.59334.68根据上表计算，选用面板厚度t=35mm2、面板与梁格的连接计算已知面板厚度t=35mm ,并且近似地取板中最大弯应力max=160N/mm2,则面板局部扰曲时产生的垂直于焊缝长度方向的横向拉力P为：P=0.07tmax =0.0735160=392(N/mm )面板与主梁连接焊缝方向单位长度内的剪力：面板与主梁连接的焊缝厚度： 角焊缝最小厚度：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、荷载与内力验算水平次梁和顶、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，即现列表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）(kN/m)1(顶梁)5390.5075273.51.0152（主梁）548.91.015557.11.0153（水平次梁）558.91.015567.31.0154（主梁）568.81.015577.31.0155（水平次梁）578.81.015587.51.0156（主梁）588.71.015597.51.0157（水平次梁）598.71.015607.71.0158（主梁）608.61.015617.71.0159（水平次梁）618.61.015627.91.01510(主梁)628.51.015637.91.01511（水平次梁）638.51.015648.11.01512（主梁）648.40.990641.90.96513（底梁）657.90.4825317.4由列表计算后得q=7258.8kN/m根据上表计算，水平次梁计算荷载取648.1kN/m，水平次梁为6跨连续梁，跨度为1.24m，水平次梁弯曲时的边跨弯距为: M次中0.072ql2=0.072648.11.242=71.9(kNm)支座B处的负弯距：M次B0.106ql2=0.106648.11.24 2=105.4(kNm)2、截面选择考虑利用面板作为次梁截面的一部分，初选36a,由附录三表4查得：A=6089mm2 ； Wx=659700mm3； Ix=118742000mm4； b1=96mm； d=9mm 面板参加次梁工作的有效宽度分别按下式计算，然后取其中较小值。 Bb1+60t=96+6035=2196(mm) B=1b (对跨间正弯距段) B=2b （对支座负弯距段）按11号梁计算，梁间距对于第一跨中正弯距段 ：l0=0.8l=0.81240=992(mm)对于支座负弯距段：l0=0.4l0.41240496(mm) 根据l0/b查表7-1： 对于l0/b992/10150.997 得10.40，得B=1b406(mm) 对于l0/b496/10150.489 得20.16，得B=2b162.4(mm)对第一跨中选用B406mm,则水平次梁组合截面面积（如图）:A=6089+40635=21199(mm2)组合截面形心到槽钢中心线得距离:跨中组合截面的惯性距及截面模量为：I次中118742000+60891322+4063565.52285801188(mm4)对支座段选用B162.4mm，则组合截面面:A=6089+162.435=11773(mm2)组合截面形心到槽钢中心线得距支座初组合截面的惯性距及截面模量为：惯性距： 截面模量： 3.水平次梁的强度验算 由于支座B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: 说明水平次梁选用36a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=71.86kNm,则边跨挠度可近似地按下式计算：故水平次梁选用36a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）L07.0m ；计算跨度L7.44m；荷载跨度L1=7m；（2）主梁荷载： （3）横向隔板间距：1.24m （4）主梁容许挠度：W=L/600 （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：（2）需要的截面抵抗距：已知Q235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=0.9160=144N/mm2 则需要的截面抵抗矩为：（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h0240cm 。（4）腹板厚度选择 选用tw4cm（5）翼缘截面选择：每个翼缘需要截面为下翼缘采用 t1=2cm（符合钢板规格）需要，选用b1=60cm（在h/2.5h/5=9648之间）。 上翼缘的部分截面积