平板定輪閘門設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、<p>　學(xué)生姓名學(xué)號(hào)專業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化</p><p>　課題名稱平板定輪閘門設(shè)計(jì)</p><p>　課題來源模擬</p><p>　任務(wù)要求通過本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，學(xué)生可以掌握關(guān)于平面閘門的主要設(shè)計(jì)內(nèi)容和方法，鍛煉學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)，對(duì)畢業(yè)后走向工作崗位，解決實(shí)際問題有所幫助，在設(shè)計(jì)中各零部件選用依據(jù)、詳細(xì)計(jì)算過程按要求寫出設(shè)計(jì)計(jì)算說明書一份

2、，繪制設(shè)備圖一張，其余代表性零件繪制滿足畢業(yè)設(shè)計(jì)要求。根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書要求，每一個(gè)同學(xué)是對(duì)所設(shè)計(jì)的題目都要經(jīng)過認(rèn)真仔細(xì)的實(shí)習(xí)、調(diào)研，對(duì)閘門設(shè)計(jì)形成一個(gè)總體印象，設(shè)計(jì)時(shí)可以從整體把握，從零部件到整體依次進(jìn)行。</p><p>　重點(diǎn)研究問題在平面閘門中，門葉結(jié)構(gòu)的布置、設(shè)計(jì)計(jì)算；相關(guān)零部件的設(shè)計(jì)計(jì)算；閘門施工詳圖的繪制。</p><p>　設(shè)計(jì)內(nèi)容1閘門是設(shè)置在水工建筑物過水孔口上，用于控制水

3、流的通、斷或調(diào)節(jié)流量的設(shè)備。主要用于關(guān)閉和開放泄（放）水通道的控制設(shè)施。水工建筑物的重要組成部分，可用以攔截水流，控制水位、調(diào)節(jié)流量、排放泥沙和飄浮物等，它由　活動(dòng)部分（也稱門葉）、埋固部分和啟閉機(jī)械3部分組成，閘門分類方法較多，主要有：按閘門的工作性質(zhì)可分為工作閘門、檢修閘門和事故閘門，我們所要設(shè)計(jì)的便是檢修閘門。檢修閘門設(shè)于工作閘門前，用于建筑物或工作閘門等檢修時(shí)短期擋水，一般在靜水中啟閉。平面閘門簡介①按總體布置分為組合式（門槽、

4、門葉與操作設(shè)備組成一整體）和分散式（由門葉、門槽和啟閉機(jī)組成，操作時(shí)門葉可提出門槽）；②按閘門門葉組裝形式分為整體門葉式和分節(jié)組成門葉式；③按閘門門葉的支承方式分為滑動(dòng)支承式和滾動(dòng)支承式；④按閘門門葉止水位置分為上游止水式和下游止水式；⑤按閘門門葉運(yùn)行移動(dòng)狀況分為直升式、升臥式、橫拉式和浮箱式等。此外，還有其他的分類方式（見閘門）。 門葉結(jié)構(gòu)由門葉主體、支承、止水裝置和吊耳四個(gè)部分組成（圖1）。門葉主體一般由面板、主橫梁、邊梁（柱）和次

5、梁組成有面板的梁格結(jié)構(gòu)。設(shè)計(jì)水壓力通過板梁支承傳至門槽埋件，分節(jié)的</p><p>　設(shè)計(jì)內(nèi)容21、.首先根據(jù)已知參數(shù)，經(jīng)過分析各種閘門的特點(diǎn)，對(duì)閘門進(jìn)行選型布置。閘門的造型與不知，主要是確定閘門與啟閉機(jī)械的設(shè)置位置、孔徑尺寸、閘門與啟閉機(jī)的形式、數(shù)量、運(yùn)行方式及運(yùn)行檢修有關(guān)的布置要求。閘門結(jié)構(gòu)應(yīng)該簡單、便于制造、安裝。閘門的門型應(yīng)根據(jù)工程隊(duì)閘門的運(yùn)行要求、閘門設(shè)置部位和啟閉機(jī)的形式，參照各種閘門的特點(diǎn)，通過經(jīng)濟(jì)

6、技術(shù)比較選定。2、.門體布置。門體布置是根據(jù)閘門的形式、孔口尺寸和材料來選取合理的門葉結(jié)構(gòu)、零部件的形式和布置。門體布置應(yīng)注意閘門的結(jié)構(gòu)簡單、安全可靠、節(jié)約材料及便于制造、運(yùn)輸安裝于運(yùn)行維護(hù)等方面的要求。零部件種類盡可能少，盡可能采用標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)品。3、門體布置完后，就可以進(jìn)行閘門結(jié)構(gòu)和零部件的設(shè)計(jì)計(jì)算。根據(jù)可能發(fā)生的最不利的和在組合情況和選定的結(jié)構(gòu)、零部件布置和材料，確定載荷分配，然后進(jìn)行各個(gè)部分構(gòu)件和零部件的設(shè)計(jì)計(jì)算。一般先選擇規(guī)格，在

7、進(jìn)行強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性驗(yàn)算。4、閘門結(jié)構(gòu)計(jì)算模型主要還是采用平面體系，即把一個(gè)空間承重結(jié)構(gòu)劃分成幾個(gè)獨(dú)立的平面系統(tǒng)分別進(jìn)行分析計(jì)算。閘門承重結(jié)構(gòu)在分成平面系統(tǒng)時(shí)，需要考慮各構(gòu)件的相對(duì)剛度和這些構(gòu)建的變形情況，同時(shí)考慮整個(gè)結(jié)構(gòu)的變形</p><p>　本次設(shè)計(jì)課題的意義從閘門發(fā)展到現(xiàn)在，他的設(shè)計(jì)已經(jīng)和其他諸如零件設(shè)計(jì)一樣有自己的標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，細(xì)看閘門的用途，我們了解最多的認(rèn)識(shí)最清晰的要數(shù)這次實(shí)習(xí)見到的水電站閘門，

8、但是閘門的使用卻不只局限于此，其他諸如船舶等。三峽作為水電站也是要使用閘門，在這些重大建設(shè)中閘門關(guān)系到整個(gè)建筑的堅(jiān)固和可靠，在設(shè)計(jì)之時(shí)就要求設(shè)計(jì)人員本著敬業(yè)精心的態(tài)度去完成每一個(gè)環(huán)節(jié)和做好每一個(gè)計(jì)算。閘門失效的嚴(yán)重性不必多講，閘門的使用不會(huì)隨著社會(huì)的發(fā)展而消失，它會(huì)隨著社會(huì)的發(fā)展發(fā)揮出更大的作用，未來對(duì)于閘門的要求將更加嚴(yán)格，那么我們就需要更加負(fù)責(zé)的態(tài)度去面對(duì)！</p><p>　預(yù)期的成果及形式一份不少于300

9、0字的開題報(bào)告一份不少于3000字的外文翻譯一份不少于10000字的設(shè)計(jì)說明書折合成圖幅為A0圖紙2.5張的繪圖</p><p>　時(shí)間安排第1——2周 確定設(shè)計(jì)任；，安排畢業(yè)設(shè)計(jì)進(jìn)度；了解課題內(nèi)容，查找相關(guān)資料，搜集整理信息第3——4周 做畢業(yè)設(shè)計(jì)實(shí)習(xí)；完成實(shí)習(xí)報(bào)告，開題報(bào)告，對(duì)設(shè)計(jì)內(nèi)容進(jìn)行熟悉第5——6周 完成外文翻譯；按分組要求的不同，完成設(shè)計(jì)的相關(guān)選型、布置、整體及零部件的全部設(shè)計(jì)計(jì)算第7周 進(jìn)行相關(guān)的

10、計(jì)算分析第8——11周 完成全部圖紙的繪圖設(shè)計(jì)工作第12——13周 整理畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書、整改圖紙第14周 畢業(yè)答辯</p><p>　指導(dǎo)教師意見簽 名：年 月 日</p><p>　備注[主要參考資料][1].范崇仁 《水工鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)》 中國水利水電出版社[2]. 河海大學(xué) 《水工鋼結(jié)構(gòu)》 水利電力出版社[3]. 嚴(yán)大考 《結(jié)構(gòu)力學(xué)與鋼結(jié)構(gòu)》 黃河水利出版社 [4

11、].劉細(xì)龍 陳福榮 《閘門與啟閉設(shè)備》 中國水利水電出版社 [5].《機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊》 冶金工業(yè)出版社[6]. 《水電站機(jī)電設(shè)計(jì)手冊（金屬結(jié)構(gòu)一）》[7]. 《電力工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)匯編水電卷（金屬結(jié)構(gòu)）部分》 水利電力出版社[8]. 《水利水電工程鋼結(jié)構(gòu)閘門設(shè)計(jì)規(guī)范》[9]. 河海大學(xué)水電學(xué)院 《水工鋼閘門分冊》 水利水電出版社10]. 《水利水電鋼閘門制造安裝及驗(yàn)收規(guī)范》</p><p><b&

12、gt;　　摘 要</b></p><p>　　水利樞紐的主要任務(wù)之一就是攔洪、蓄洪、泄洪，根據(jù)樞紐預(yù)定功能，水流量大小等條件，樞紐設(shè)有表孔、深孔、導(dǎo)流孔、隧洞、放空洞等泄水通道。閘門是控制這些通道過流的機(jī)械設(shè)備，它運(yùn)行的好壞直接影響水利樞紐的安危，因此選好閘門啟閉機(jī)的形式，做好金屬結(jié)構(gòu)的總體布置即為重要，其次是解決所采用的材料、計(jì)算結(jié)構(gòu)安全、選好支承式、解決閘門運(yùn)行時(shí)各種復(fù)雜的水力學(xué)問題，精心搞好設(shè)計(jì)

13、，才能解決設(shè)備安全順利地完成樞紐所賦予的任務(wù)。本設(shè)計(jì)是一平板定輪鋼閘門，所起作用是尾水門兼事故檢修閘門，本文根據(jù)所提供的工程概況，詳細(xì)地論述了閘門的步驟、方法及內(nèi)容。設(shè)計(jì)內(nèi)容以頂節(jié)門葉為主，論述的較為具體，中節(jié)和底節(jié)門葉結(jié)構(gòu)及設(shè)計(jì)方法與頂節(jié)答題類似，所以沒有再展開說明，僅將有關(guān)尺寸數(shù)據(jù)列出。</p><p>　　關(guān)鍵字：平板定輪閘門、門葉、頂節(jié)。</p><p>　　?。?！所有下載了本文的

14、注意：本論文附有CAD圖紙和完整版word版說明書，凡下載了本文的讀者請(qǐng)留下你的聯(lián)系方式（QQ郵箱），或加QQ 83753222，最后，希望此文能夠幫到你！</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　One of the main tasks of Water Control Project is to stop flood , sto

15、rage flood and discharge flood .In accordance with predetermined hub function , the size of water flow conditions , the hub equipped with lip-deep holes , deep hole ,diversion hole , tunnel , drainage channels , and so o

16、n .The gate , which is the equipment to control flow through these channels , runs a direct impact on the safety of key water control project , so selecting the form of gate hoist do a good job in the overall la</p>

17、;<p>　　Key words :flat steel gate ,the door leaf , the top section .</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　摘 要I</b></p><p>　　AbstractII</p><p&g

18、t;<b>　　1 緒 論1</b></p><p>　　1.1閘門的作用1</p><p>　　1.2閘門的分類1</p><p>　　1.2.1 按閘門的工作性質(zhì)分類1</p><p>　　1.2.2按閘門結(jié)構(gòu)類型分類1</p><p>　　1.2.3按孔口性質(zhì)分類2</p

19、><p>　　1.2.4閘門的使用材料分類3</p><p>　　1.3平面鋼閘門的組成4</p><p>　　1.3.1門葉結(jié)構(gòu)的組成4</p><p>　　1.3.2埋設(shè)構(gòu)件5</p><p>　　1.3.3閘門的啟閉設(shè)備6</p><p>　　2 設(shè)計(jì)工況和主要的設(shè)計(jì)參數(shù)7<

20、/p><p>　　3 閘門的結(jié)構(gòu)布置8</p><p>　　3.1閘門的選型8</p><p>　　3.2平面閘門的結(jié)構(gòu)布置9</p><p>　　3.2.1閘門的尺寸選擇10</p><p>　　3.2.2閘門的分節(jié)10</p><p>　　3.2.3支承跨度10</p>

21、<p>　　3.2.4閘門材料10</p><p>　　3.2.5梁格形式選擇10</p><p>　　3.2.6總水壓計(jì)算11</p><p>　　4門葉結(jié)構(gòu)計(jì)算14</p><p>　　4.1主梁的布置14</p><p>　　4.1.1主梁的數(shù)目14</p><p>

22、;　　4.1.2主梁的位置14</p><p>　　4.2面板的設(shè)計(jì)15</p><p>　　4.3水平次梁的設(shè)計(jì)16</p><p>　　4.3.1載荷和內(nèi)力計(jì)算17</p><p>　　4.3.2截面選擇18</p><p>　　4.3.3強(qiáng)度驗(yàn)算20</p><p>　　4.3

23、.4撓度驗(yàn)算20</p><p>　　4.4主梁設(shè)計(jì)20</p><p>　　4.4.1主梁的形式20</p><p>　　4.4.2主梁的荷載21</p><p>　　4.4.3截面選擇21</p><p>　　4.4.4主梁的截面特性計(jì)算22</p><p>　　4.5頂梁設(shè)計(jì)

24、24</p><p>　　4.6豎直次梁設(shè)計(jì)25</p><p>　　4.6.1截面選擇25</p><p>　　4.6.2內(nèi)力計(jì)算25</p><p>　　4.6.3截面特性計(jì)算26</p><p>　　4.6.4強(qiáng)度計(jì)算27</p><p>　　4.7邊梁設(shè)計(jì)28</p&g

25、t;<p>　　4.7.1邊梁所受荷載28</p><p>　　4.7.2截面特性29</p><p>　　4.8中節(jié)及底節(jié)門葉結(jié)構(gòu)30</p><p>　　4.8.1中節(jié)門葉結(jié)構(gòu)30</p><p>　　4.8.2底節(jié)門葉結(jié)構(gòu)31</p><p>　　5閘門的零部件設(shè)計(jì)32</p>

26、;<p>　　5.1行走支撐裝置32</p><p>　　5.2起吊軸及其計(jì)算33</p><p>　　5.3啟閉力計(jì)算34</p><p>　　5.3.1閉門力計(jì)算34</p><p>　　5.3.2啟門力計(jì)算35</p><p>　　5.4埋件計(jì)算36</p><p&g

27、t;<b>　　結(jié)束語38</b></p><p><b>　　致 謝39</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)40</b></p><p><b>　　外文翻譯原文41</b></p><p><b>　　外文翻譯譯文54

28、</b></p><p><b>　　1 緒 論</b></p><p><b>　　1.1閘門的作用</b></p><p>　　閘門是設(shè)置在水工建筑物過水孔口上，用于控制水流的通、斷或調(diào)節(jié)流量的設(shè)備。它是水工建筑物的重要組成部分之一，可以根據(jù)需要封閉建筑物的孔口，也可以全部或局部開啟孔口，用于調(diào)節(jié)上下游水

29、位和流量，從而獲得防洪、灌溉、供電、、發(fā)電、通航、過木過筏等效益，還可以用于排除漂浮物、泥沙、冰塊等，或者為相關(guān)建筑物和設(shè)備的檢修提供必要條件。閘門通常設(shè)置在取水輸水建筑物的進(jìn)、出水口等咽喉要道，通過閘門靈活可靠地啟閉來發(fā)揮它們的功能和效益以及維護(hù)建筑物的安全。例如，在一些取水供水工程的輸水管道上一般設(shè)置節(jié)制閘門，用于根據(jù)需要調(diào)節(jié)控制流量，在泵站進(jìn)出口和一些隧道、涵管、倒虹管等的進(jìn)出水口一般設(shè)置有檢修閘門，為檢修水工建筑物和泵組設(shè)備提供

30、條件，在水庫溢流壩或溢洪道上一般設(shè)置有泄洪工作閘門，用于控制水庫的水位和泄往下游的洪水流量，組大限度地發(fā)揮水庫的功能效益.</p><p><b>　　1.2閘門的分類</b></p><p>　　閘門的種類繁多，分類的方法也很多，一般可按閘門的工作性質(zhì)、結(jié)構(gòu)特征、孔口性質(zhì)、使用材料和加工方法等標(biāo)準(zhǔn)來分類。</p><p>　　1.2.1 按閘

31、門的工作性質(zhì)分類</p><p>　　閘門按工作性質(zhì)可分為工作閘門、事故閘門、檢修閘門。</p><p>　　工作閘門是指水工建筑物正常運(yùn)行時(shí)需要關(guān)閉孔口的閘門。這種閘門一般使用頻繁，要求在動(dòng)水條件下啟閉，甚至部分開啟以控制流量。但亦有在靜水工作條件下操作的工作閘門，如船閘通航的工作閘門。</p><p>　　事故閘門是指水工建筑物或有關(guān)設(shè)備發(fā)生事故時(shí)使用的閘門。為

32、防止事故擴(kuò)大，事故閘門一般要求在動(dòng)水條件下關(guān)閉孔口，截?cái)嗨?，在事故清除后，則可根據(jù)具體情況在動(dòng)水或靜水條件下開啟。如果有快熟關(guān)閉的要求，則稱為快速事故閘門。</p><p>　　檢修閘門是指水工建筑物或有關(guān)設(shè)備檢修時(shí)使用的閘門，一般在靜水條件下操作。</p><p>　　1.2.2按閘門結(jié)構(gòu)類型分類</p><p>　　閘門按結(jié)構(gòu)特征可分為：平面閘門、弧形閘門、其

33、他形式閘門等。 </p><p><b>　　1）平面閘門</b></p><p>　　平面閘門是具有平面擋水板德閘門，它水工建筑物最常用的閘門。它的結(jié)構(gòu)較為簡單，操作方便可靠，對(duì)建筑物的布置也較易配合。至今，在世界各國的工程設(shè)施上平面閘門的采用數(shù)量仍居首位。中國水利工程使用最早最多的閘門是平面閘門，目前焊接鋼閘門已普遍采用，從其設(shè)計(jì)、制造、安裝及運(yùn)用等諸方面均已達(dá)

34、到世界先進(jìn)水平。簡單的平面閘門只是一塊平面的整板。比較復(fù)雜的則是梁格式的平面閘門，而其面板又可以做成平面或者曲面的形式。 </p><p>　　平面閘門根據(jù)其移動(dòng)方式不同，有直升式、撗拉式、轉(zhuǎn)動(dòng)式、浮箱式等幾種。</p><p>　　直升式平板閘門是最為廣泛的門型，它是一塊平板式門葉卡在門槽內(nèi)而封閉孔口的。一般可按支承行走部分的結(jié)構(gòu)，分為滑動(dòng)式、滾輪式、鏈輪式。門葉的結(jié)構(gòu)形式也很多，如梁形

35、、拱形、殼形等。門葉的塊數(shù)一般是一塊，也有分成兩塊或多塊的。還有一種閘門，升起后平臥在排架上，稱為升臥式平面閘門，這類閘門適合用在地震烈度較大、啟閉排架不宜太高的地方。</p><p>　　撗拉式平面閘門是在平面閘門門葉的底部或頂部安裝行走滾輪，可沿軌道橫向移動(dòng)，因它只能在靜水條件下操作，故多用于船閘閘首工作門。</p><p>　　轉(zhuǎn)動(dòng)式平面閘門的形式比較多。橫軸轉(zhuǎn)動(dòng)平面閘門安設(shè)在底部、

36、中部、頂部而分為舌瓣門、翻板門、拍門。豎軸轉(zhuǎn)動(dòng)的平面閘門有一字門和人字門。一字閘門是指繞端部轉(zhuǎn)動(dòng)的平面閘門，也稱掩門。人字門是由左右兩扇繞豎軸轉(zhuǎn)動(dòng)的閘門組成，在關(guān)閉位置時(shí)兩扇閘門形成三鉸拱形形成，成人字形，故而得名。一字門和人字門只能在靜水條件下操作，一般用于船閘閘首工作閘門。</p><p>　　浮箱式平面閘門的門葉形如空箱，在水中可以浮動(dòng)，而當(dāng)箱內(nèi)充水時(shí)又能沉沒在水中。它的用法是將空門托運(yùn)到槽位置后，充水時(shí)沒

37、有下沉就位。浮箱式平面閘門只能在靜水條件下操作，一般用于檢修閘門。</p><p><b>　　2）弧形閘門</b></p><p>　　弧形閘門也是一種應(yīng)用十分廣泛的門型，它將一塊弧形門葉用支臂鉸支于較座上，一般鉸心就是弧面中心，所以壓力總是通過鉸心，運(yùn)行時(shí)阻力矩較小。弧形閘門兩側(cè)的支臂一般成雙支臂的形式，對(duì)于高度較大的弧形閘門，其支臂也有做成三支臂的形式。根據(jù)支臂

38、的布置，則有直支臂和斜支臂之分?；⌒伍l門的支承鉸主要分為鉸鏈和焦作2兩部分，它承受支臂的推力并傳到基礎(chǔ)上。但是，弧形閘門的設(shè)計(jì)、施工和安裝一般比較復(fù)雜，它需要較長的閘墩和墩內(nèi)承受集中推力的鋼筋。</p><p>　　1.2.3按孔口性質(zhì)分類</p><p>　　按孔口性質(zhì)可以分為：露頂式和潛孔式閘門兩類。</p><p>　　露頂式閘門是指當(dāng)閘門關(guān)閉時(shí)，閘門門葉頂部

39、高出上游正常水位的閘門。露頂式閘門關(guān)閉時(shí)，閘門兩側(cè)和底緣與門槽埋件接觸，一般設(shè)有止水和底止水裝置。</p><p>　　潛孔式閘門在關(guān)閉孔口時(shí)，閘門門葉頂部低于上游正常高水位，此時(shí)閘門的四周與孔口周圍接觸，可封閉矩形或圓形孔口。這類閘門的止水要復(fù)雜一些，尤其是潛孔式弧形閘門的頂止水需慎重處理。</p><p>　　1.2.4閘門的使用材料分類</p><p>　　按

40、閘門（主要指沒有結(jié)構(gòu)）使用的材料可分為鋼閘門、鋼筋混凝土閘門、木閘門等。</p><p><b>　　1)鋼閘門</b></p><p>　　鋼閘門具有自重輕、承載力大、性能和質(zhì)量穩(wěn)定、施工和維護(hù)簡單、有一定的抗震性、可減少啟閉設(shè)備的投資等優(yōu)點(diǎn)。隨著我國綜合國力和制造技術(shù)的不斷發(fā)展，目前的大中型工程中均采用鋼閘門。</p><p>　　為了保證

41、安全，延長使用壽命，鋼閘門需采取防腐蝕措施，通常采用熱噴鋅涂封閉漆的方案，在選用涂料時(shí)應(yīng)注意其化學(xué)成分，尤其是在水源工程中，一般避免對(duì)水源造成污染。</p><p>　　鋼閘門按制造方法的不同又可以分為焊接鋼閘門、鉚接鋼閘門、鑄造鋼閘門等。</p><p>　　焊接鋼閘門有制造安裝簡單、工期短等優(yōu)點(diǎn)，在工程中使用最廣泛。大、中型鋼閘門中的長直焊縫還可采用自動(dòng)焊，以減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，加快生產(chǎn)速度

42、，提高產(chǎn)品質(zhì)量和降低生產(chǎn)成本。受運(yùn)輸尺寸和重量的限制，大中型閘門制造時(shí)通常分解成幾塊，運(yùn)到現(xiàn)場后再拼接成整體。要是受現(xiàn)場條件限制，如在冬季氣溫低于零下十五攝氏度的 情況下，難以保證安裝焊縫的焊接質(zhì)量，閘門安裝接縫可采用螺栓連接。</p><p>　　鉚接鋼閘門由于耗綱量大、工藝要求嚴(yán)格、制造費(fèi)用高的缺點(diǎn)，目前已經(jīng)很少采用。</p><p>　　鑄造鋼閘門由于孔口尺寸較小、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的情況，如

43、平板閘閥、蝴蝶閥、針型閥等。鑄造的勞動(dòng)強(qiáng)度及加工工作量大，費(fèi)用一般較高。目前國內(nèi)已有大量專業(yè)制造廠家生產(chǎn)的系列定型產(chǎn)品，可根據(jù)需要選用。小型閘門也可用鑄鐵閘門，有布置簡單緊湊、耐腐蝕等優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)在國內(nèi)一些企業(yè)，特別是環(huán)保行業(yè)的制造廠已經(jīng)有一系列的定型產(chǎn)品。</p><p>　　2）鋼筋混凝土閘門和木閘門</p><p>　　鋼筋混凝土閘門制造、維護(hù)比較簡單、造價(jià)低廉，適用于偏遠(yuǎn)地區(qū)的一些小型

44、工程。但其輜重偏大加大了啟閉設(shè)備的容量，并且混凝土有透水性，結(jié)構(gòu)抗震性差，一般大、中型工程中不推薦采用。</p><p>　　木閘門設(shè)有用于孔口和水頭很小的情況。但木材在水中易腐朽，使用壽命有限，需經(jīng)常更換，所以目前很少使用。</p><p>　　隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國的鋼產(chǎn)量已經(jīng)位居世界前列，機(jī)械加工和焊接技術(shù)水平也在不斷提高，電力供應(yīng)充足。因此，在工程設(shè)計(jì)中應(yīng)有限考慮采用鋼閘門。

45、</p><p>　　1.3平面鋼閘門的組成</p><p>　　平面鋼閘門一般是由可以上下移動(dòng)的門葉結(jié)構(gòu)、埋固構(gòu)件和啟閉設(shè)備三大部分構(gòu)成。</p><p>　　1——活動(dòng)部分；2——埋設(shè)部分；3——啟閉設(shè)備</p><p>　　1.3.1門葉結(jié)構(gòu)的組成</p><p>　　門葉結(jié)構(gòu)是用來封閉孔口的活動(dòng)擋水結(jié)構(gòu)。如圖所

46、示為平面鋼閘門的門葉結(jié)構(gòu)總圖。由圖可見，門葉結(jié)構(gòu)是由面板、梁格、橫向和縱向連接系、行走支撐（滾輪或滑塊）以及止水等部件組成。</p><p>　　1)面板 用來直接擋水，并將承受的水壓力傳給梁格。面板通常設(shè)在閘門上游面，這樣可以避免梁格和行走支撐沒于水中而聚集污物，也可以減少因門底過水而產(chǎn)生的震動(dòng)。僅對(duì)靜水啟閉的門底流速較小的閘門，為了設(shè)置止水的方便，面板可設(shè)在閘門的下游面。</p><

47、p>　　2）梁格 梁格用于支撐面板，以減少面板跨度而達(dá)到減少面板厚度的目的。由圖可見，梁格一般包括主梁、次梁（包括水平次梁、豎直次梁、頂梁和底梁）和邊梁。它們共同支撐著面板，并將面板傳來的水壓力依次通過次梁、主梁、邊梁而后傳給閘門的行走支撐。</p><p>　　3）空間聯(lián)結(jié)系 由于門葉結(jié)構(gòu)是一個(gè)豎放的梁板結(jié)構(gòu)，梁格自重是豎向的，而梁格所承受的水壓力卻是水平的，因此，要使每一根梁都能處在它所承擔(dān)

48、的外力作用的平面內(nèi)，就必須用聯(lián)結(jié)系來保證每個(gè)梁格在閘門空間的相對(duì)位置。同時(shí)，聯(lián)結(jié)系還起到增強(qiáng)門葉結(jié)構(gòu)在橫向豎平面內(nèi)和縱向平面內(nèi)剛度的作用。</p><p>　　橫向聯(lián)結(jié)系位于閘門橫向豎平面內(nèi)，其形式一般為腹板隔板式，也有桁架式。橫向連接系用來支撐頂梁、底梁和水平次梁，并將所承受的力傳給主梁。同時(shí)，橫向連接系保證著門葉結(jié)構(gòu)在橫向豎平面的剛度，不使門頂和門底產(chǎn)生過大的變形。</p><p>　

49、　縱向聯(lián)結(jié)系一般采用桁架式或鋼架式。桁架式結(jié)構(gòu)的桿件由橫向聯(lián)結(jié)系的下弦、主梁的下翼緣和另設(shè)的斜桿所組成。這個(gè)桁架支撐在邊梁上，其主要任務(wù)是承受門葉自重及其它可能產(chǎn)生的豎向載荷，并配合橫向聯(lián)結(jié)系保證整個(gè)門葉結(jié)構(gòu)在空間的剛度。</p><p>　　4）行走支承 門葉支承部分應(yīng)用較多的是滑動(dòng)支承、滾輪支承和鏈輪支承等。支承部分也是門葉移動(dòng)的行走部分?；瑒?dòng)支承是裝在門葉主體邊梁處的滑塊。其在固結(jié)于門槽內(nèi)的支承軌道上作

50、滑動(dòng)摩擦運(yùn)動(dòng)，接觸處是面或線。滾動(dòng)支承是裝在門葉邊梁上的輪子，其在門槽軌道上作滾動(dòng)摩擦運(yùn)動(dòng)，接觸處是點(diǎn)或線。鏈輪支承是環(huán)繞門葉邊柱由一系列圓柱滾子組成的形似鏈條式的閉合鏈環(huán)。這種支承的閘門也稱履帶式閘門。滑動(dòng)支承的閘門摩擦阻力大，啟門力大；滾輪支承摩擦阻力小，啟門力也小，但閘門門葉較重；鏈輪支承也作滾動(dòng)摩擦，其優(yōu)點(diǎn)是由數(shù)目較多的小滾柱承受閘門的水壓力,單個(gè)輪壓小,使得門槽內(nèi)敷設(shè)的軌道斷面小、重量輕。滾輪支承的閘門，根據(jù)閘門特征及梁格布置

51、設(shè)有懸臂（外伸）輪、簡支輪和臺(tái)車式輪組。 為保證門葉結(jié)構(gòu)上下移動(dòng)的靈活性，需要在邊梁上設(shè)置滾輪或滑塊，這些行走支承還將閘門上所承受的水壓力傳遞到埋設(shè)的門槽內(nèi)的軌道上。</p><p>　　5）吊具 用來連接啟閉機(jī)的牽引構(gòu)件。平面閘門的吊耳一般均設(shè)在閘門門葉主體結(jié)構(gòu)上端的頂橫梁上，根據(jù)結(jié)構(gòu)尺寸大小和形式可直接焊固在頂梁上或單獨(dú)制造，然后在現(xiàn)場焊固。</p><p>　　6）止水

52、為了防止閘門漏水，在門葉結(jié)構(gòu)與孔口周圍之間的所有縫隙里需要設(shè)置止水（也稱水封）。最常用的止水是固定在門葉結(jié)構(gòu)上的定型橡皮止水。裝設(shè)在閘門門葉主體上密封孔口的止水裝置一般均為特殊制造的可壓縮耐磨橡膠制品，就其布置部位分為頂止水、側(cè)止水和底緣止水。各止水的接頭部位銜接處均在現(xiàn)場配裝時(shí)進(jìn)行熱膠合處理，以保證周圍止水的效果。</p><p><b>　　1.3.2埋設(shè)構(gòu)件</b></p>

53、<p>　　由門葉的支承軌道、止水密封（座墊）、移動(dòng)導(dǎo)向墊板和護(hù)角組成。門槽的體型分為：矩形方角門槽，一般適用于低流速；矩形錯(cuò)距斜坡門槽，適用于中流速；特形門槽，適用于高速水流。門槽形狀由模型試驗(yàn)確定,以使在門槽部位不產(chǎn)生空蝕或磨蝕。潛孔式閘門頂止水座板部位一般稱門楣。根據(jù)閘門的工作性質(zhì)在門楣以上設(shè)有一定高度的鋼板胸墻，它是埋設(shè)結(jié)構(gòu)的重要組成部分，其他如主軌、反向軌、底坎等都是埋設(shè)件</p><p>

54、;　　1.3.3閘門的啟閉設(shè)備</p><p>　　啟閉設(shè)備是閘門門葉運(yùn)移(開或關(guān))的操作機(jī)械。根據(jù)平面閘門的操作特點(diǎn)及孔口尺寸，分為：①操作設(shè)備直接與閘門門葉連接并固定在門槽（埋設(shè)件）上，形成一個(gè)整體（如閘閥、截門）；②啟閉機(jī)固定或移動(dòng)于建筑物上，遠(yuǎn)離閘門門葉，通過吊具與門葉連接。啟閉設(shè)備據(jù)以選型的主要參數(shù)是啟閉力和升降揚(yáng)程。當(dāng)平面閘門門葉自重不能克服下門阻力順利關(guān)閉時(shí)，可采用加重塊，借助水柱壓力或直接由啟閉設(shè)

55、備加壓迫使關(guān)閉。對(duì)于小型閘門，常用螺桿式啟閉機(jī)，對(duì)于大、中型閘門常采用卷揚(yáng)機(jī)啟閉機(jī)或油壓機(jī)式啟閉機(jī)。</p><p>　　2 設(shè)計(jì)工況和主要的設(shè)計(jì)參數(shù)</p><p>　　紫蘭壩水電站是白龍江干流梯級(jí)開發(fā)規(guī)劃的最后一個(gè)梯級(jí)水電站，其主要任務(wù)是發(fā)電。樞紐建筑物布置為左岸河床五孔泄水閘，右岸河床是電站引水發(fā)電。及左右岸混凝土副壩。電站以發(fā)電為主，兼有改善下游航運(yùn)等綜合效益。電站共安裝三臺(tái)貫流式

56、水輪發(fā)電機(jī)組，單機(jī)容量為34MW，總裝機(jī)容量102MW。紫蘭壩水電站引水發(fā)電系統(tǒng)的出口有三孔尾水門埋件，三扇尾水門。</p><p>　　本次設(shè)計(jì)的是水電站進(jìn)水出口事故門兼尾水檢修閘門。</p><p><b>　　基本設(shè)計(jì)資料：</b></p><p>　　設(shè)置地點(diǎn) 電站進(jìn)水出水口</p><p>

57、;　　孔口性質(zhì) 潛孔 </p><p>　　孔口尺寸（寬×高） 10.7×9.1m</p><p>　　底坎高程 454.55m</p><p>　　正常蓄水位 488.00m</p><p>　　下游設(shè)計(jì)洪水位 469.10m</p>

58、<p>　　最低尾水位 468.20m</p><p><b>　　止水尺寸（寬×高）</b></p><p>　　按事故檢修閘門 10.85×9.2m</p><p>　　按尾水門 11.11×9.33m</p><p><

59、;b>　　設(shè)計(jì)水頭</b></p><p>　　事故檢修門 19.8m</p><p>　　尾水門 24.85m</p><p>　　支撐跨度 11.61m</p><p>　　水容量 1.0×103kg／m3</p&

60、gt;<p>　　門葉結(jié)構(gòu)材料 Q345B</p><p>　　運(yùn)行條件 動(dòng)閉靜啟</p><p>　　注：本閘門的事故門水頭是考慮488.00-468.2=19.8m的不利工況，這種情況是機(jī)組出事故時(shí)，需閉門檔上游水，此時(shí)下游水位處于最低尾水位狀態(tài)，尾水門水頭是考慮479.40-454.55=24.85m的不利情況，這種情況實(shí)在汛期時(shí)機(jī)組

61、出事故需閉門，流道里的水抽干后門擋水。</p><p><b>　　3 閘門的結(jié)構(gòu)布置</b></p><p><b>　　3.1閘門的選型</b></p><p>　　閘門的選型與布置，主要是確定閘門與啟閉機(jī)的設(shè)置位置，孔口尺寸、閘門與啟閉機(jī)械的形式、數(shù)量、運(yùn)行方式和檢修有關(guān)的布置要求等。閘門設(shè)計(jì)還應(yīng)提倡創(chuàng)新精神，要積極

62、慎重地采用新技術(shù)、新材料、新門型、新結(jié)構(gòu)、新工藝，力求閘門設(shè)計(jì)經(jīng)濟(jì)合理、技術(shù)領(lǐng)先、安全可靠、運(yùn)用方便，從而使工程最大限度地發(fā)揮經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。閘門選型布置只有經(jīng)過反復(fù)論證擬定后才能順利地進(jìn)行閘門的結(jié)構(gòu)布置和結(jié)構(gòu)計(jì)算。</p><p>　　閘門的設(shè)置位置，應(yīng)特別注意閘門水力學(xué)問題，應(yīng)使水流平順，流態(tài)良好，避免門前橫向流和漩渦的發(fā)生，在門后則應(yīng)避免出現(xiàn)淹沒出流與回流。對(duì)重要的閘門或水流條件復(fù)雜的閘門，應(yīng)對(duì)運(yùn)行中可

63、能產(chǎn)生的空蝕、震動(dòng)、啟閉力和磨損等作專門的研究，從透氣孔的設(shè)計(jì)、門槽體型、止水形式、胸墻相關(guān)尺寸和操作方式等方面采取有效的措施，以避免或減輕其不利影響。</p><p>　　閘門孔口尺寸應(yīng)滿足過流能力或過船、過木、排冰或排沙的要求，還應(yīng)考慮水工建筑物結(jié)構(gòu)的情況及閘門本身的結(jié)構(gòu)、材料、啟閉設(shè)備、制造技術(shù)等?？卓诔叽缫税撮l門孔口和設(shè)計(jì)水頭系列標(biāo)準(zhǔn)選取，使閘門生產(chǎn)逐步走向標(biāo)準(zhǔn)化，以利于制造、安裝、運(yùn)輸和維護(hù)。一般來說采

64、用大孔口尺寸閘門是比較經(jīng)濟(jì)的。</p><p>　　閘門應(yīng)結(jié)構(gòu)簡單，便于制造、安裝。并應(yīng)符合當(dāng)時(shí)當(dāng)?shù)氐氖┕ぜ夹g(shù)水平和條件，閘門自重和啟閉力要小，操作要簡便靈活，降低造價(jià)。</p><p>　　此外閘門的選型和布置還應(yīng)考慮啟閉機(jī)、門葉的運(yùn)輸尺寸和重量、安裝吊運(yùn)的方法和措施，在寒冷地區(qū)，還應(yīng)考慮氣溫的影響，采取加熱等措施避免閘門承受冰的靜壓力。</p><p>　　平面

65、直升閘門和和弧形閘門是應(yīng)用最為廣泛的兩種閘門，以此為例對(duì)這兩個(gè)閘門進(jìn)行比較說明。</p><p>　　平面直升閘門是用的最為廣泛的一種門型，因?yàn)樗軡M足各種類型泄水孔道的需要。</p><p><b>　　它有如下特點(diǎn)：</b></p><p>　　1）可封閉相當(dāng)大面積的孔口。</p><p>　　2）建筑物順?biāo)鞣较虻?/p>

66、尺寸型號(hào)小。</p><p>　　3）閘門結(jié)構(gòu)比較簡單，其制造、安裝和運(yùn)輸工作相對(duì)來說比較簡單。</p><p>　　4）門葉可移動(dòng)至其他孔口，便于檢修維護(hù)。</p><p>　　5）門葉可在孔口間互換，故孔口較多時(shí)可兼做其他孔的事故門或檢修門。</p><p>　　6）門葉可沿高度分成數(shù)段，有利于排冰排沙，也可以減輕啟門力。</p&g

67、t;<p>　　7）閘門的啟閉設(shè)備比較簡單，對(duì)移動(dòng)式啟閉機(jī)的適應(yīng)性較好等。</p><p>　　8）潛孔式平面閘門有時(shí)可利用水柱壓力閉門，減少門重或配門。</p><p>　　平面直升閘門的缺點(diǎn)如下：</p><p>　　1）需要較高和較厚的閘墩。</p><p>　　2）具有影響水流的門槽，特別在水頭較高的情況、門槽的存在會(huì)帶

68、來很多的不利。</p><p>　　3）所需啟閉力較大，故需選用較大的啟閉機(jī)等。</p><p>　　弧形閘門也是用的最為廣泛的一種門型，因?yàn)樗材軡M足各種類型泄水孔道的需要。</p><p><b>　　它的優(yōu)點(diǎn)如下：</b></p><p>　　1）可封閉相當(dāng)大面積的孔口。</p><p>　

69、　2）所需閘墩高度和厚度較小。</p><p>　　3）沒有影響水流流態(tài)的門槽。</p><p>　　4）所需啟閉力較小。</p><p><b>　　5）埋設(shè)件較少等。</b></p><p>　　弧形閘門的缺點(diǎn)如下：</p><p>　　1）需要較長的閘墩。</p><p&

70、gt;　　2）閘門所占的空間位置較大。</p><p>　　3）不能提出孔口以外進(jìn)行檢修維護(hù)，不能在孔口間互換。</p><p>　　4）閘門承受的總水壓力集中于支座處，對(duì)土建結(jié)構(gòu)要求較高。</p><p>　　綜合設(shè)計(jì)工況和參數(shù)，以及各門型的優(yōu)缺點(diǎn)考慮，選取平面直升閘門。</p><p>　　3.2平面閘門的結(jié)構(gòu)布置</p>

71、<p>　　平面閘門結(jié)構(gòu)布置的一般原則：平面閘門梁格宜采用等高連接，并考慮制造、安裝、運(yùn)輸和防腐等方面的要求。平面閘門可按孔口形式及寬高布置成雙主梁或多主梁形式。主梁布置考慮下列因素：</p><p>　　1）主梁宜按等高荷載要求布置。</p><p>　　2）主梁間距應(yīng)適應(yīng)制造、運(yùn)輸和安裝的條件。</p><p>　　3）主梁間距應(yīng)滿足行走支撐布置的要求

72、。</p><p>　　4）底主梁到底止水的距離應(yīng)符合底緣布置的要求。工作閘門和事故閘門下游傾角應(yīng)不小于30；當(dāng)閘門支承在非水平底襤上時(shí)，其夾角可適當(dāng)增減。當(dāng)不能滿足300要求時(shí) ，應(yīng)采取適當(dāng)補(bǔ)齊措施。對(duì)于部分利用水柱的平面閘門，其上游面傾角不應(yīng)小于450，宜采用600。</p><p>　　3.2.1閘門的尺寸選擇</p><p>　　根據(jù)閘門的基本設(shè)計(jì)資料，按《

73、水利水電工程鋼閘門設(shè)計(jì)規(guī)范》選取閘門尺寸。</p><p>　　為滿足密封止水可靠的要求，當(dāng)該閘門選取尺寸（寬×高）為：11.11×9.33m。</p><p>　　3.2.2閘門的分節(jié)</p><p>　　鑒于閘門尺寸較大，設(shè)備自重大，運(yùn)輸困難等特點(diǎn)。因此，在制造、運(yùn)輸、安裝等環(huán)節(jié)都需要研究和考慮吊運(yùn)和制造加工的可行性，鐵路運(yùn)輸上部超限，由軌面

74、起高度不超過3600mm，所以閘門需要分節(jié)，底節(jié)、中節(jié)高度均為3.3m，按事故閘門分節(jié)頂節(jié)為2.6m，按尾水門分節(jié)為2.73m。</p><p><b>　　3.2.3支承跨度</b></p><p>　　根據(jù)《水利水電工程剛找咱們設(shè)計(jì)規(guī)范》選取d=0.25m，因此，閘門的支承跨度L=l0+2d=11.11+2×0.25=11.61m。</p>

75、<p><b>　　3.2.4閘門材料</b></p><p>　　在設(shè)計(jì)閘門的承重結(jié)構(gòu)和零部件時(shí)，應(yīng)從工程的實(shí)際情況出發(fā)，合理選取材料，當(dāng)閘門孔口尺寸較大時(shí)，要控制閘門的重量，降低設(shè)備或建筑物的總造價(jià)，承重結(jié)構(gòu)可采用高強(qiáng)度材料。</p><p>　　參照《機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊》選取材料Q345B鋼，可查其容許應(yīng)力：，</p><p>

76、　　根據(jù)《閘門與啟閉設(shè)備》可知梁溪容許撓度：</p><p>　　主梁： 次梁：</p><p>　　3.2.5梁格形式選擇</p><p>　　梁格的連接形式是指面板、水平次梁、豎直次梁、主梁之間相互位置的形式。目前普遍采用的有等高連接和降低連接兩類類型。</p><p>　　等高連接的特點(diǎn)是水平次梁，

77、豎直次梁和主梁的前翼緣都直接與面板焊接相連也稱齊平連接。它的優(yōu)點(diǎn)是梁格與面板可形成牢固的整體，整體剛度好，面板為四邊支承，受力條件好，面板可作為梁截面的一部分參與梁格的抗彎工作，從而減少梁格的用鋼量。這種連接的缺點(diǎn)是在水平次梁與豎直次梁相交處，水平次梁需要斷開，構(gòu)件多，施工復(fù)雜。</p><p>　　降低連接是主梁和水平次梁與面板相連，而豎直次梁降到水平次梁的后面，使水平次梁可在面板與豎直次梁之間穿過而成為連接梁

78、，此時(shí)面板為兩邊支承。但面板仍可作為主梁及水平次梁的一部分，參與它們的抗彎工作。</p><p>　　綜合考慮，在此選取等高連接形式。</p><p>　　3.2.6總水壓計(jì)算</p><p>　　閘門的主要荷載為凈水壓力。閘門處于封閉孔口的位置擋水時(shí)，作用在閘門擋水面上任何一點(diǎn)單位面積上的靜水壓力與該點(diǎn)在水面以下的深度成正比。壓力方向則垂直該擋水面。

79、 </p><p>　　1）按事故檢修閘門計(jì)算</p><p>　　事故閘門兩端都有水，高水頭</p><p>　　采用等壓計(jì)算，詳見圖（一）。</p><p><b>　　總水壓計(jì)算公式：</b></p><p><b>　　水壓力中心線位置：</b></p&

80、gt;<p>　　其中，H1為上游水頭，取33.45m，H2為下游水位，取13.65m，BZN為閘門兩側(cè)止水的間距，取10.85m，h為閘門高度，取9.2m，為水容量，一般對(duì)淡水可取，對(duì)含砂水可按實(shí)驗(yàn)確定，本次設(shè)計(jì)取1.05.下面的符號(hào)與之意義相同。</p><p><b>　　代入公式：</b></p><p>　　P=20×9.2×

81、;10.85×1.05=2096.22t</p><p>　　Hc=H1-0.5h=4.6m </p><p>　　壓力在各節(jié)的分布情況計(jì)算</p><p><b>　　頂節(jié)：</b></p><p>　　=1.05×20×2.6×10.85

82、 </p><p>　　=592.41 圖（一）</p><p><b>　　中節(jié)：</b></p><p>　　=1.05×20×3.3×10.85=751.91t</p>&

83、lt;p>　　底節(jié)： </p><p>　　=1.05×20×3.3×10.85</p><p><b>　　=751.91t</b></p><p>　　2)按尾水閘門計(jì)算（如圖二）</p><p><b>　　總水壓力計(jì)算公式：</

84、b></p><p><b>　　水壓力中心線位置：</b></p><p>　　其中，H1取25,h取9.33m， </p><p>　　BZB取11.11m，取1.05。</p><p>　　代入公式： 圖（二）</p

85、><p>　　=0.5×1.05×（50-9.33）×9.33×11.11</p><p><b>　　=2213.24t</b></p><p><b>　　=24.85-</b></p><p><b>　　=4.31m</b></

86、p><p>　　水壓力在各節(jié)的分布情況計(jì)算</p><p><b>　　尾水門梯形承壓</b></p><p>　　由于事故閘檢修閘門是等壓荷載，單位面積 承壓20t,與尾水閘門的單節(jié)單面積承壓相比較，取兩個(gè)中較大的，最終的承壓布置圖如下。</p><p><b>　　圖（三）</b></p>

87、;<p><b>　　4門葉結(jié)構(gòu)計(jì)算</b></p><p><b>　　4.1主梁的布置</b></p><p>　　4.1.1主梁的數(shù)目</p><p>　　主梁是閘門的主要受力構(gòu)件，其數(shù)目主要取決于閘門的尺寸。當(dāng)閘門的跨度L小于門高時(shí)，主梁的數(shù)目一般多于兩根。反之，當(dāng)閘門跨度較大，而門高較小時(shí)，主梁的數(shù)

88、目減小到兩根。由于本節(jié)門葉的跨度大于門高，故主梁數(shù)目選兩根，即選雙主梁式結(jié)構(gòu)。</p><p>　　4.1.2主梁的位置</p><p>　　露頂式的雙主梁平面閘門，主梁應(yīng)布置在靜水壓力合力線上下等距離的位置上，主梁沿閘門高度的位置，一般是根據(jù)每個(gè)閘門承受相等水壓力的原則來確定的，這樣，每個(gè)主梁所需的截面尺寸相同，便于制造。以下以數(shù)解法為例計(jì)算主梁位置。</p><p&

89、gt;　　對(duì)于潛孔式閘門，其主梁位置可按下式計(jì)算：</p><p><b>　　式中；</b></p><p>　　a——水面至門頂止水的距離；</p><p>　　H——水面至門底的距離；</p><p><b>　　n——主梁的數(shù)目；</b></p><p>　　yk—

90、—第k根主梁至水面的距離；</p><p>　　其中，n為2，H取18.25，a取15.52</p><p><b>　　代入式中：</b></p><p>　　根據(jù)計(jì)算結(jié)果，為制造方便，主梁的位置與梁格的間距略有微調(diào)，閘門門葉結(jié)構(gòu)布置如下圖：</p><p><b>　　圖（四）</b></

91、p><p><b>　　4.2面板的設(shè)計(jì)</b></p><p>　　平面閘門的面板一般做成平面，也有做成波浪形或拱形的，面板與梁系連接在一起，而使閘門有很大的剛度，面板一般設(shè)在閘門的上游面，如此可避免梁系和行走支撐淹沒在水中，也可以減小門底過水而引起的震動(dòng)。在采用下游止水、靜水啟閉的檢修閘門，為了設(shè)置止水的方便及提高止水效果，面板可設(shè)在下游面。本次設(shè)計(jì)的閘門即為下游止水

92、。為了結(jié)構(gòu)布置和制造方便，一扇閘門的面板厚度經(jīng)常只采用一種規(guī)格。但當(dāng)門的高度較大而閘門分節(jié)，則考慮沿門高按水頭的大小而改變面板厚度。</p><p>　　為了充分利用面板的強(qiáng)度，梁格布置時(shí)宜使面板的長短邊比（b/a）大于1.5，并將長邊布置在沿主梁軸線方向。當(dāng)面板與主（次）梁相連接時(shí)，應(yīng)考慮面板一部分寬度參與主（次）梁翼緣工作。</p><p>　　面板的局部彎曲應(yīng)力，可視支承邊界情況，按

93、四邊固定（或三邊固定一邊簡支或兩相鄰邊固定、另兩相鄰邊簡支）的彈性薄板承受均布荷載計(jì)算。驗(yàn)算面板強(qiáng)度時(shí)，應(yīng)考慮面板的局部彎曲應(yīng)力與面板兼做主（次）梁翼緣的整體彎曲應(yīng)力相加成的折算應(yīng)力。</p><p>　　根據(jù)SL74—95《鋼閘門設(shè)計(jì)規(guī)范》關(guān)于面板的計(jì)算，先估計(jì)面板厚度，在主梁截面選擇后在驗(yàn)算面板的局部彎曲與主梁整體彎曲的折算應(yīng)力。</p><p><b>　　估算面板厚度&l

94、t;/b></p><p>　　初選面板厚度按以下公式計(jì)算：</p><p>　　式中：k——彈塑性薄板支撐長邊中點(diǎn)彎曲應(yīng)力系數(shù)；</p><p>　　P——面板計(jì)算中心的水壓強(qiáng)度N/mm2;</p><p>　　a——計(jì)算區(qū)格的短邊長度，mm；</p><p>　　——彈塑性調(diào)整系數(shù)；</p>

95、<p>　　——鋼材的抗彎容許應(yīng)力，N/mm2.</p><p>　　當(dāng)b/a≤3時(shí)，=1.65</p><p>　　當(dāng)b/a≥3時(shí)，=1.55</p><p><b>　　其列表計(jì)算如下：</b></p><p>　　注：區(qū)格Ⅰ、Ⅳ中系數(shù)k由三邊固定一邊簡支查得。</p><p>　　

96、考慮到面板1mm的腐蝕量，面板初選厚度為15mm。</p><p>　　4.3水平次梁的設(shè)計(jì)</p><p>　　在等高連續(xù)的梁格中，水平次梁遇豎直次梁斷開，因此水平次梁按承受均布荷載的簡支梁計(jì)算。在等高連接的梁格中多用實(shí)腹隔板代替豎直次梁，以及在降低連接的梁格中，水平次梁連續(xù)地支承在隔板或豎直次梁上，此時(shí)水平次梁可按承受均布荷載的多跨連續(xù)梁計(jì)算。</p><p>

97、　　水平次梁的常用截面形式：承受荷載不大的水平次梁，可用等邊或不等邊的角鋼制造。荷載較大時(shí)，采用槽鋼和工字鋼或組合截面。角鋼和槽鋼的肢宜向下，以防積水和積塵。一個(gè)鋼閘門的型鋼規(guī)格不宜超過2～3種，以便于加工制造。</p><p>　　4.3.1載荷和內(nèi)力計(jì)算</p><p><b>　　行星軸位置：</b></p><p><b>　

98、　截面慣性矩：</b></p><p><b>　　前翼緣抗彎模數(shù)：</b></p><p><b>　　后翼緣抗彎模數(shù)：</b></p><p><b>　　中和軸一側(cè)靜面矩：</b></p><p><b>　　4.6.4強(qiáng)度計(jì)算</b>&

99、lt;/p><p><b>　　最大彎矩?。?lt;/b></p><p><b>　　最大剪力?。?lt;/b></p><p><b>　　前翼緣正應(yīng)力為：</b></p><p><b>　?。?lt;/b></p><p><b>　　

100、后翼緣正應(yīng)力為：</b></p><p><b>　　＜</b></p><p><b>　　中和軸處剪應(yīng)力為：</b></p><p><b>　?。?lt;/b></p><p><b>　　4.7邊梁設(shè)計(jì)</b></p><

101、p>　　邊梁位于閘門的兩端，主要作用是支撐主梁，水平次梁以及門背聯(lián)結(jié)系，并在其上安裝行走裝置（滾輪或滑塊）和吊耳。邊梁設(shè)計(jì)與行走制成的布置和形式有關(guān)，應(yīng)同時(shí)考慮。</p><p>　　邊梁的截面有單腹式和雙腹式兩種形式。單腹式邊梁多用于采用滑道式支撐或懸臂式定輪的閘門中。它的特點(diǎn)是：構(gòu)造簡單，便于與主梁連接，但抗扭剛度差。雙腹式邊梁廣泛運(yùn)用于跨度較大的表孔定輪閘門以及深孔閘門中。其特點(diǎn)是：抗扭剛度大，便于設(shè)

102、計(jì)輪軸及懸吊軸，但構(gòu)造復(fù)雜，截面內(nèi)焊接較困難。</p><p>　　根據(jù)該閘門的尺寸，邊梁選用雙腹式，邊梁的尺寸按構(gòu)造要求確定，即截面高度與主梁高度相同，腹板厚度與主梁腹板厚度相同，為了便于安裝滑塊，下翼緣寬度不宜小于300mm。邊梁是閘門的重要受力構(gòu)件，由于受力情況復(fù)雜，因此設(shè)計(jì)時(shí)可將容許應(yīng)力降低20%作為考慮受扭影響的安全儲(chǔ)備。</p><p>　　4.7.1邊梁所受荷載</p&

103、gt;<p><b>　　邊梁計(jì)算簡圖如下</b></p><p><b>　　圖（十二）</b></p><p>　　應(yīng)用理論力學(xué)知識(shí)計(jì)算得：</p><p><b>　　最大彎矩：</b></p><p><b>　　最大剪力：</b>&

104、lt;/p><p><b>　　水柱壓力：</b></p><p>　　故在擋水時(shí)邊梁的軸向壓力：</p><p><b>　　4.7.2截面特性</b></p><p>　　邊梁截面如下圖所示：</p><p><b>　　圖（十三）</b></p&

105、gt;<p><b>　　截面面積：</b></p><p><b>　　截面形心距：</b></p><p><b>　　截面慣性矩：</b></p><p><b>　　則： </b></p><p><b>　　中和軸處的靜矩

106、為：</b></p><p><b>　　強(qiáng)度校核：</b></p><p><b>　　截面邊緣最大應(yīng)力：</b></p><p><b>　?。?.8</b></p><p><b>　　故滿足安全要求。</b></p>&l

107、t;p><b>　　腹板最大剪力：</b></p><p><b>　?。?.8</b></p><p>　　故邊梁滿足強(qiáng)度要求。</p><p>　　因?yàn)檫吜簜?cè)面受主梁、次梁及面板的支撐，因此其彎矩平面外的穩(wěn)定性無需校核，所以邊梁設(shè)計(jì)合理。</p><p>　　4.8中節(jié)及底節(jié)門葉結(jié)構(gòu)<

108、;/p><p>　　4.8.1中節(jié)門葉結(jié)構(gòu)</p><p>　　圖（十四）中節(jié)門葉結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　圖為中節(jié)門葉的結(jié)構(gòu)布置，其中，水平次梁布置在主梁中間處，現(xiàn)將主梁、水平次梁和豎直次梁的截面尺寸列與下表：</p><p>　　4.8.2底節(jié)門葉結(jié)構(gòu)</p><p>　　圖（十五）底節(jié)門葉結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)簡圖。</

109、p><p>　　現(xiàn)將主梁、次梁、底梁的具體數(shù)據(jù)列于下表：</p><p><b>　　5閘門的零部件設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　5.1行走支撐裝置</b></p><p>　　平面閘門的行走支撐裝置包括主行走支撐裝置和側(cè)向、反響支撐莊子三部分。行走支撐裝置應(yīng)能在閘門升降連續(xù)不斷地工作，同時(shí)

110、其摩擦阻力要小。</p><p>　　主行走支撐裝置承擔(dān)閘門上的全部水壓力，然后通過埋設(shè)軌道將荷載傳遞給閘墩，主行走支撐按閘門移動(dòng)時(shí)的阻力分滑動(dòng)式行走支撐和滾動(dòng)式行走支撐兩大類。平面閘門主行走支撐的形式，應(yīng)根據(jù)工作條件、荷載和跨度選定。工作閘門和事故閘門宜采用滾輪或滑輪支撐。檢修閘門或啟閉力不大的工作閘門可采用鋼或鑄鐵等材料制造成滑塊支撐。側(cè)向、反向支撐裝置起導(dǎo)向作用，防止閘門在移動(dòng)時(shí)前后碰撞、左右歪斜而受卡，以

111、保證閘門在門槽中順利啟閉。本閘門采用滾輪式行走支撐。</p><p><b>　　滾輪計(jì)算：</b></p><p>　　水工鋼閘門的滾輪通常有線接觸式和點(diǎn)接觸式。線接觸常見的是圓柱形滾輪與平面軌頭德軌道的接觸，點(diǎn)接觸是圓柱形或圓錐形滾輪與弧形軌頭德接觸和雙曲輪與平面軌頭德軌道的接觸。滾輪強(qiáng)度計(jì)算主要計(jì)算其接觸應(yīng)力。</p><p>　　滾輪一

112、般用鑄鋼或合金鑄鋼制造。常用鑄鋼有ZG230—450、ZG310—570、ZG340—640；合金鑄鋼有ZG35CrMn2、ZG35CrMnSi、ZG35CrMo等。滾輪表面還可根據(jù)需要進(jìn)行尼奧面熱處理，以提高局部強(qiáng)度與硬度。荷載小的滾輪可采用鑄鐵。</p><p>　　本閘門有十二個(gè)滾輪，滾輪的計(jì)算最大輪壓力發(fā)生在底節(jié)上面的滾輪處，計(jì)算最大輪壓計(jì)算得，作用在滾輪上的最大設(shè)計(jì)荷載為，滾輪為雙曲率的，材料為ZG35

113、CrMo,</p><p>　　.滾輪半徑，滾輪踏面曲率半徑為。</p><p>　　滾輪與軌道接觸時(shí)的接觸應(yīng)力計(jì)算式為：</p><p>　　由，查表得=0.215.。</p><p><b>　　計(jì)算得：</b></p><p>　　計(jì)算結(jié)果滿足使用要求。</p><p&g

114、t;　　5.2起吊軸及其計(jì)算</p><p>　　由于該門葉操作機(jī)械為2×800kN尾水門機(jī)，利用旁通管充水平壓，軸徑為250mm，材料為40Cr。</p><p><b>　　1）起吊軸計(jì)算</b></p><p>　　起吊軸計(jì)算簡圖如下：</p><p><b>　　圖（十六）</b>

115、</p><p><b>　　則：</b></p><p><b>　　＜</b></p><p><b>　?。?lt;/b></p><p>　　軸孔形式如右圖所示：</p><p>　　軸孔局部緊接承壓應(yīng)力為：</p><p>　

116、?。?110N/mm2</p><p>　　2)與400t啟閉機(jī)吊頭相連接的吊耳板計(jì)算</p><p>　　軸孔形式如上圖所示，每個(gè)吊孔拉力為240t。 圖（十七）</p><p>　　軸孔局部緊接承壓力為：</p><p>　?。?110N/mm2

117、 </p><p><b>　　孔壁拉應(yīng)力計(jì)算：</b></p><p>　　式中：R=B/2=700/2=350mm</p><p>　　又由于 R=r+a=155+325=480mm，取R=350mm</p><p><b>　　則，</b></p><p>&l

118、t;b>　　5.3啟閉力計(jì)算</b></p><p>　　5.3.1閉門力計(jì)算</p><p><b>　　閉門力計(jì)算式為：</b></p><p>　　式中：——摩擦力安全系數(shù)，取1,2；</p><p>　　——計(jì)算啟閉力用的閘門自重修正系數(shù)，取0.9；</p><p>　　

119、——閘門自重，為108.664t；</p><p>　　——加重塊重量，為0</p><p><b>　　——支撐摩擦力，；</b></p><p>　　f——滾動(dòng)摩擦力臂，為1mm；</p><p>　　p——作用在閘門上的總水壓力，為2096.22t;</p><p>　　——滾輪軸承的平均半

120、徑，140mm;</p><p>　　R——滾輪半徑，450mm;</p><p>　　d——滾輪軸承滾柱直徑，30mm；</p><p><b>　　則：;</b></p><p><b>　　——止水摩擦力，；</b></p><p>　　——止水橡皮最大滑動(dòng)摩擦系數(shù)，取