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　　1、弧形钢闸门计算实例一、基本资料和结构布置1基本参数孔口形式：露顶式；孔口宽度：12.0m；底槛高程：323.865m；检修平台高程：337.0m；正常高水位（设计水位）：335.0m；设计水头：11.135m；闸门高度：11.5m；孔口数量：3孔；操作条件：动水启闭；吊点间距：11.2m；启闭机：后拉式固定卷扬机。2基本结构布置闸门采用斜支臂双主横梁式焊接结构，其结构布置见图3-31。孤门半径R=15.0m，支铰高度H2=5m。垂直向设置五道实腹板式隔板及两道边梁，区格间距为1.9m，边梁距闸墩边线m；水平向除上、下主梁及顶、底次梁外，还设置了11根水平次梁，其中上主梁以上布置4根，两

　　2、主梁之间布置7根。支铰采用圆柱铰，侧水封为“L”形橡皮水封，底水封为“刀”形橡皮水封。在闸门底主梁靠近边梁的位置设置两个吊耳，与启闭机吊具通过吊轴相连接。采用2500KN固定式卷扬机操作。本闸门结构设计按SL74-95水利水电工程钢闸门设计规范进行。门叶结构材料采用Q235，支铰材料为铸钢ZG310-570。材料容许应力（应力调整系数0.95）：Q235第1组：=150MPa，=90 MPa； 第2组：=140MPa，=85 MPa；ZG310-570：=150MPa，=105 MPa。3荷载计算闸门在关闭位置的静水压力，由水平压力和垂直水压力组成，如图1所示：水平水压力：垂直水压力：式中：

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　　3、故 总水压力：总水压力作用方向：所以 4面板弧长闸门门叶垂直高度为11.5m，支铰中心水平线以上弧形面板包角为 总水压力作用线上、下的弧长L上、L下分别为： 面板总弧长为L总为 L总=L上+L下=8.028+3.79=11.818(m)5主框架位置 根据等荷载原则，闸门上、下主梁与支臂组成的主框架平面布置应与总水压力作用线对称，使两框架受力均匀。两主梁之间的弧长为6.0m，上、下主框架之间的夹角为2，即所以 =11.459上、下框架与水平线的夹角（负号表示位于水平线的上方）为 二、结构计算（一）面板面板厚度按下列公式选，并按表1计算。 表1 面板厚度计算表 区格a(mm)b(mm)b/akyq

　　7、性次梁选用20a，参数如下：A0=28.83cm2；d=0.7cm；I0=1780.4cm3，b=7.3cm，t=1.1cm。面板参数与次梁作用的有效宽度B=：根据查得=0.34，则B=0.3465=22.2(cm)次梁截面如图3所示，其截面特性为：A=122.2+28.83=51.03(cm2)Ay=122.20.5+28.83(10+1) =328.23(cm2)3.应力计算弯曲应力：剪应力：最大跨中挠度：（三）中部垂直次梁（隔板）中部隔板按两端悬臂简支梁计算，其计算简图见图4。1荷载及内力荷载 支座反力：剪力：弯距：跨中最大弯距位置： 解得 =2.9m 2截面特性（跨中截面）面板参与隔板

　　8、作用的有效宽度查表得：，则B=0.671.9=1.28(m)又 根据以上计算结果选取面板有效宽度为60cm，隔板截面尺寸见图5，截面特性如下： 3应力验算弯曲应力： 剪应力（四）边梁边梁受力情况与中部垂直隔板相同，计算省略。（五）主框架1荷载上、下主框架对称于总水压力作用线布置，上、下主框架之间的夹角为2=22.918（=11.459，见前面的计算），则每个框架上的静水荷载为式中的1.1 为动载系数。主梁上的均布荷载为 下框架还承受启闭机的启门拉力，由于拉力相对比较小，在此先忽略不计。2框架内力（1）主梁断面初选。面板参与主梁作用的有效宽度（下主梁）为 查表得，所以B=0.95867=64cm

　　9、。又所以面板有效宽度取B=64cm。主梁截面尺寸见图6，截面特性如下：（2）支臂截面初选（见图7）。支臂截面特性： （3）框架计算（图9） 所以 支臂扭角（图10） （4）框架内力。图11所示为主框架在水压力作用下的荷载示意图和弯矩图。根据前面计算，跨中均布荷载q=349.2kN/m。内力计算如下：3框架应力计算（1）主横梁：1）跨中截面应力。跨中截面正应力按下式计算： 前翼缘（受压）：后翼缘（受拉）：2）支座截面特性。面板参与主梁作用的有效宽度， 则 查表得，则 主梁支座截面尺寸如图11所示，截面特性：A=152+1.610+1.6120.8+1.635 =52+16+193.28+56 =

　　10、317.28(cm2)Ay=520.5+161.8+193.2863+56124.2 =19186.64(cm3)I0=5260.02+1658.72+1.6120.82.52+5663.72+(1/12) 1.6120.82=705808(cm4)3)支座截面应力。正应力： 前翼缘（受拉）：后翼缘（受压）：剪应力：折算应力（靠后翼缘腹板高度边缘处）：故 4）主梁局部稳定性计算。支座处： 所以，主梁支座处可以不配置横向加劲肋板。但为了支臂传力均匀，一般均按构造要求设置有横向肋板。跨中： 所以，跨中截面应设置横向加劲肋板，但由于该处剪力较小，考虑中部隔板作为横向加劲肋板，间距190cm1.5，只需按下式验算长边中点的折算应力：其中 其中为泊松比，=0.3。 又 所以 三、启闭力的计算闸门采用后拉式起吊形式，启闭机采用固定卷扬式启闭机。总水压力为P=7467.6kN，轴套采用ZQA19-4，阻力系数为0.3，阻力臂r0=0.155m，弯矩为侧止水采用L形弧形闸门橡皮止水，其摩擦系数为0.5，弯矩为门叶重量及阻力臂参数如下：面板G1=11000kg，力臂L1=15.0m；主梁、水平次梁及隔板等G2=24000kg

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