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水工钢闸门结构设计(详细计算过程)

发布日期:2024-10-01 15:31 浏览次数:

  梁格采用复式布置并等高连接,并使用实腹式竖向隔板兼作竖直次梁,使水平次梁穿过隔板上的预留孔而成为连续梁,其间距上疏下密,面板各区格需要的厚度大致相等,具体布置尺寸如图6.2所示。

  根据《利水电工程钢闸门设计规范》(SL74-95),关于面板的计算,先估算面板厚度,在主梁截面选择之后再计算面板的局部弯曲与主梁整体弯曲的折算应力。

  隔板的腹板选用与主梁腹板一致,采用380mm×10mm,上翼缘利用面板,下翼缘采用200mm×10mm的扁钢。

  由于支座B处弯矩最大,且截面模量最小,故只需验算支座B处截面的抗弯强度,即

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  受均布荷载的等跨连续梁,最大挠度发生在边跨,由于水平次梁在B支座处截面的弯矩已经求得,则边跨挠度可近似地计算为:

  水平次梁和顶、底梁都是支承在隔板上的连续梁,作用其上的水平压力可按下式计算:

  由上述的面板计算可知,直接与主梁相邻的面板区格,只有区格Ⅴ所需要的板厚较大,这意味着该区格的长边中点应力也较大,所以选取区格Ⅴ验算其长边中点的折算应力。面板区格Ⅴ在长边中点的局部弯曲应力为:

  顶梁所受的荷载较小,但考虑水面漂浮物的撞击等影响,必须加强顶梁的刚度,故采用[16a。底梁采用[14a。

  按4号梁进行计算,梁间距为b=470mm,对于连续梁的正弯矩段 , ,查表得ξ1=0.87,故 =409mm。

  已知Q235钢的允许应力[σ]=160N/mm2,考虑钢闸门自重引起的附加应力作用,取允许应力为[σ]=0.9×160=144N/mm2,则需要的截面模量为:

  主梁的形式应根据水头的大小和跨度大小而定,本设计中主梁采用实腹式组合梁。

  根据主梁的高跨比,决定采用双主梁。两根主梁应布置在静水压力合力线上下等距离的位置上,并要求两主梁的距离值要尽量大些,且上主梁到闸门顶缘的距离c小于0.45H,且不宜大于3.6m,底主梁到底止水的距离应符合底缘布置的要求。故主梁的布置如图6.2所示

  经计算,水平次梁计算荷载取10.3kn/m,水平次梁为三跨连续梁,跨度为2.1m。计算简图如图6.3所示:

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