鋼制閘門設(shè)計(jì)說明
1、一般說明
本涵閘孔口尺寸 3×3m ，計(jì) 1 孔。采用平面鋼閘門，門高 3.3m，Q235 實(shí)腹式多主梁焊接結(jié)構(gòu)，焊條 E4303，懸臂式主滾輪支承。主滾輪材料 ZG310-570，主軸材料 45 號(hào)鋼，軸襯材料 ZQAl9-4 鑄鋁青銅，側(cè)向采用 MC油尼龍側(cè)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(jī)啟閉，計(jì) 1臺(tái)。
本工程閘門按遠(yuǎn)景行洪水位組合計(jì)算。
水位組合：
位置
項(xiàng) 目 上游 下游
孔徑計(jì)算 2.67 2.54
穩(wěn)定（設(shè)計(jì)） 2.20 7.42（近期）
穩(wěn)定（校核） 2.20 9.37（遠(yuǎn)景）
消 能 2.67 1.67
啟閉門水位差按近期水位組合計(jì)算。
2、面板計(jì)算
閘門所受總水壓力 P=733.4KN。
面板計(jì)算厚度 δ=11.4mm,考慮面板腐蝕等因素，取δ=12mm。
3、主梁計(jì)算
主梁計(jì)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(yīng)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(shè)計(jì)說明 2
4、主滾輪設(shè)計(jì)
計(jì)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(jì)算:
ZG310-570屈服點(diǎn) σs =310N/mm2
軌道 Q235鋼屈服點(diǎn)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(jì)算：材料45號(hào)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(jì)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(jì)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(jì)算
為確保工程安全，及增強(qiáng)閘門調(diào)控能力，按近期水位計(jì)算啟閉力。遠(yuǎn)景水位時(shí)閘門處于關(guān)閉擋水狀態(tài)。
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(dòng)軸承，滾輪 R=265mm，輪軸 r=60mm。
滑動(dòng)摩擦系數(shù) f1=0.25（鋼對(duì)鑄鋁青銅）
滾動(dòng)摩擦系數(shù) fk=1mm。
Tzd=30.22kN 鋼閘門設(shè)計(jì)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(jī)啟門，利用螺桿壓力閉門。
6、吊座計(jì)算
吊軸 采用 Q235鋼，[τ]=65N/mm2 采用單吊點(diǎn)。
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(qiáng)度驗(yàn)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(yīng)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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