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1、弧形鋼閘門計(jì)算實(shí)例一、基本資料和結(jié)構(gòu)布置1．基本參數(shù)孔口形式：露頂式；孔口寬度：12.0m；底檻高程：323.865m；檢修平臺高程：337.0m；正常高水位（設(shè)計(jì)水位）：335.0m；設(shè)計(jì)水頭：11.135m；閘門高度：11.5m；孔口數(shù)量：3孔；操作條件：動水啟閉；吊點(diǎn)間距：11.2m；啟閉機(jī)：后拉式固定卷揚(yáng)機(jī)。2．基本結(jié)構(gòu)布置閘門采用斜支臂雙主橫梁式焊接結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)布置見圖3-31。孤門半徑R=15.0m，支鉸高度H2=5m。垂直向設(shè)置五道實(shí)腹板式隔板及兩道邊梁，區(qū)格間距為1.9m，邊梁距閘墩邊線為0.3m；水平向除上、下主梁及頂、底次梁外，還設(shè)置了11根水平次梁，其中上主梁
2、以上布置4根，兩主梁之間布置7根。支鉸采用圓柱鉸，側(cè)水封為“L”形橡皮水封，底水封為“刀”形橡皮水封。在閘門底主梁靠近邊梁的位置設(shè)置兩個(gè)吊耳，與啟閉機(jī)吊具通過吊軸相連接。采用2×500KN固定式卷揚(yáng)機(jī)操作。本閘門結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)按SL74-95《水利水電工程鋼閘門設(shè)計(jì)規(guī)范》進(jìn)行。門葉結(jié)構(gòu)材料采用Q235，支鉸材料為鑄鋼ZG310-570。材料容許應(yīng)力（應(yīng)力調(diào)整系數(shù)0.95）：Q235第1組：[б]=150MPa，[]=90MPa；第2組：[б]=140MPa，[]=85MPa；ZG310-570：[б]=150MPa，[]=105MPa。3．荷載計(jì)算閘門在關(guān)閉位置的靜水壓力，由水平壓力和垂
3、直水壓力組成，如圖1所示：水平水壓力：垂直水壓力：式中：故總水壓力：總水壓力作用方向：所以4．面板弧長閘門門葉垂直高度為11.5m，支鉸中心水平線以上弧形面板包角為總水壓力作用線上、下的弧長L上、L下分別為：面板總弧長為L總為L總=L上+L下=8.028+3.79=11.818(m)5．主框架位置根據(jù)等荷載原則，閘門上、下主梁與支臂組成的主框架平面布置應(yīng)與總水壓力作用線對稱，使兩框架受力均勻。兩主梁之間的弧長為6.0m，上、下主框架之間的夾角為2θ，即所以θ=11.459°上、下框架與水平線的夾角（負(fù)號表示位于水平線的上方）為二、結(jié)構(gòu)計(jì)算（一）面板面板厚度按下列公式選，并按表1計(jì)算
4、。表1面板厚度計(jì)算表區(qū)格a(mm)b(mm)b/akyq(N/mm2)[б](N/mm2)δ(mm)1160019001.190.3830.00451.51504.4293019002.040.4970.01691.51505.7378019002.440.50.02581.51505.9473019002.600.50.03391.51506.3563019003.020.50.04131.41506.2680019002.380.4990.04941.51508.4778019002.440.50.05801.51508.9873019002.600.50.06581.5150
5、8.8968019002.790.50.07351.51508.71063019003.020.50.08071.41508.71163019003.020.50.08761.41509.11258019003.280.50.09421.41508.71348019003.960.50.10051.41507.41455019003.450.50.10731.41508.8注主梁前翼緣寬度取100mm，次梁前翼緣寬度取70mm根據(jù)上有的計(jì)算結(jié)果，面板厚度選定為δ=10mm（二）水平次梁1．荷載及內(nèi)力水平次梁荷載按“近次取相鄰間距和之半法”計(jì)算單位寬度荷載，見表2。表2水平次梁荷載計(jì)
6、算表頂次梁次梁底次梁1234567891011承載寬度（弧長）（m）0.4511.3250.9250.8250.7500.8750.8250.7750.7250.7000.6750.6500.395中心水壓（kN/m2）2.110.321.029.537.353.361.869.877.384.391.197.5109.0水壓力（kN/m）0.913.719.524.427.946.651.054.156.059.061.563.443.1全部次梁及頂、底次梁采用同一截面，按其中最大荷載的一根次梁（次梁11）進(jìn)行計(jì)算。水平次梁按受均布荷載的六跨連續(xù)梁計(jì)算，其計(jì)算簡圖見圖2。水平次梁
7、參數(shù)為：q=63.4kN/m，=1.9m。最大支座彎鉅：最大跨中彎距：最大剪力：2．次梁支座處截面特性次梁選用[20a，參數(shù)如下：A0=28.83cm2；d=0.7cm；I0=1780.4cm3，b=7.3cm，t=1.1cm。面板參數(shù)與次梁作用的有效寬度B=：根據(jù)查得=0.34，則B=0.34×65=22.2(cm)次梁截面如圖3所示，其截面特性為：A=1×22.2+28.83=51.03(cm2)Ay=1×22.2×0.5+28.83×(10+1)=328.23(
