鋼制閘門設計說明

1、一般說明

本涵閘孔口尺寸 3×3m ，計 1 孔。采用平面鋼閘門，門高 3.3m，Q235 實腹式多主梁焊接結構，焊條 E4303，懸臂式主滾輪支承。主滾輪材料 ZG310-570，主軸材料 45 號鋼，軸襯材料 ZQAl9-4 鑄鋁青銅，側向采用 MC油尼龍側滑塊，止水采用 P型及條形橡皮止水。采用QL-100KN 手電兩用螺桿式啟閉機啟閉，計 1臺。

本工程閘門按遠景行洪水位組合計算。

水位組合：

位置

項 目 上游 下游

孔徑計算 2.67 2.54

穩定（設計） 2.20 7.42（近期）

穩定（校核） 2.20 9.37（遠景）

消 能 2.67 1.67

啟閉門水位差按近期水位組合計算。

2、面板計算

閘門所受總水壓力 P=733.4KN。

面板計算厚度 δ=11.4mm,考慮面板腐蝕等因素，取δ=12mm。

3、主梁計算

主梁計算線載 q=118.5kN/m， L0=3.3m， L=3.1m， Mmax=160.8KN.m，

Qmax=183.7KN。

斷面-10×372，-16×160，面板作用有效寬度B取 650mm。

Wmin=1302773mm3

Smax=1009111mm3

應力 σmax=123.5N/mm2<[σ]=160N/mm2

τmax=52.1N/mm2<[τ]=95N/mm2

撓度 fmax=2.54mm

fmax/L0=1/1299.2<[f/L]=1/750 鋼閘門設計說明 2

4、主滾輪設計

計算輪壓 P=183.4kN（下滾輪） ，主輪半徑 R=265mm，輪緣寬度b=100mm，

軸套為 ZQAl9-4鑄鋁青銅。

主輪計算:

ZG310-570屈服點 σs =310N/mm2

軌道 Q235鋼屈服點σs =235N/mm2，取 Q235 鋼 σs 值。

σmax=0.418[1.1×P×E/(b×R)]0.5

=523.5N/mm2<3.0σs =705N/mm2，滿足要求。

輪軸計算：材料45號鋼，輪軸直徑取d=150mm。

q=2017.4kN/m

Mmax=26.23kN.m，Qmax=201.8kN

σmax=79.21N/mm2<[σ]=145N/mm2

τmax=15.3N/mm2<[τ]=95N/mm2,均滿足要求。

軸套計算：材料 ZQAl9-4鑄鋁鐵青銅

σcg=Pl/dbl

=1.1×183400/(120×100)

=16.82N/mm2<[σcg]=145N/mm2

軸承板計算：選 14mm厚 Q235 鋼板 2 塊

σcj=N/dΣδ

=1.1×183400/(150×28)

=48.1N/mm2<[σcj]=80N/mm2，滿足要求。

5、啟閉力計算

為確保工程安全，及增強閘門調控能力，按近期水位計算啟閉力。遠景水位時閘門處于關閉擋水狀態。

作用在閘門上總水壓力 W=533.9kN

作用在止水上總水壓力 Pzs=17.23kN

采用滑動軸承，滾輪 R=265mm，輪軸 r=60mm。

滑動摩擦系數 f1=0.25（鋼對鑄鋁青銅）

滾動摩擦系數 fk=1mm。

Tzd=30.22kN 鋼閘門設計說明 3

Tzs=12.06kN

啟門力 FQ=91.44KN，

閉門力 Fw=17.44kN，

持住力 Ft=-1.58kN。

采用 QL-100KN螺桿啟閉機啟門，利用螺桿壓力閉門。

6、吊座計算

吊軸 采用 Q235鋼，[τ]=65N/mm2 采用單吊點。

啟吊力： P=100KN

吊軸每邊剪力： V=P/2=50KN

需要吊軸截面積：

A=V/[τ]=50×103/65=769mm2

故吊軸直徑 d ≥(A/0.785)1/2= 31.3mm

取直徑d=50mm

吊耳板強度驗算

按局部緊接承壓條件[σcj]=80N/mm2

t=P/d[σcj]

=100×103/50×80=25mm 取 t=28mm。

吊耳孔壁拉應力：σk=σcj(R2+r2)/(R2-r2)

式中 σcj=P/td

=100×103/28×50=71.4N/mm2 <[σj]=80N/mm2

σk=71.4(752+252)/(752-252)

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