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cyn7447

钢闸门设计说明：2002.3

1、一般说明
本涵闸孔口尺寸3×3m ，计1孔。采用平面钢闸门，门高3.3m，Q235实腹式多主梁焊接结构，焊条E4303，悬臂式主滚轮支承。主滚轮材料ZG310-570，主轴材料45号钢，轴衬材料ZQAl9-4铸铝青铜，侧向采用MC油尼龙侧滑块，止水采用P型及条形橡皮止水。采用QL-100KN手电两用螺杆式启闭机启闭，计1台。
本工程闸门按远景行洪水位组合计算。
水位组合：
        位置
项 目  上游   下游
孔径计算   2.67   2.54
稳定（设计）   2.20   7.42（近期）
稳定（校核）   2.20   9.37（远景）
消 能   2.67   1.67
启闭门最大水位差按近期水位组合计算。
2、面板计算
闸门所受总水压力P=733.4KN。
面板计算厚度δ=11.4mm,考虑面板腐蚀等因素，取δ=12mm。
3、主梁计算
主梁计算线载q=118.5kN/m，L0=3.3m，L=3.1m，Mmax=160.8KN.m，Qmax=183.7KN。
断面-10×372，-16×160，面板作用有效宽度B取650mm。
Wmin=1302773mm3
Smax=1009111mm3
    应力 σmax=123.5N/mm2<[σ]=160N/mm2
         τmax=52.1N/mm2<[τ]=95N/mm2
挠度 fmax=2.54mm
     fmax/L0=1/1299.2<[f/L]=1/750
4、主滚轮设计
计算最大轮压P=183.4kN（下滚轮），主轮半径R=265mm，轮缘宽度b=100mm，轴套为ZQAl9-4铸铝青铜。
主轮计算:
ZG310-570屈服点σs =310N/mm2
轨道Q235钢屈服点σs =235N/mm2，取Q235钢σs值。
   σmax=0.418[1.1×P×E/(b×R)]0.5
        =523.5N/mm2<3.0σs =705N/mm2，满足要求。
轮轴计算：材料45号钢，轮轴直径取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,均满足要求。
轴套计算：材料ZQAl9-4铸铝铁青铜
σcg=Pl/dbl
=1.1×183400/(120×100)
=16.82N/mm2<[σcg]=145N/mm2
轴承板计算：选14mm厚Q235钢板2块
σcj=N/dΣδ
=1.1×183400/(150×28)
    =48.1N/mm2<[σcj]=80N/mm2，满足要求。
5、启闭力计算
    为确保工程安全，及增强闸门调控能力，按近期水位计算启闭力。远景水位时闸门处于关闭挡水状态。
作用在闸门上总水压力W=533.9kN
作用在止水上总水压力Pzs=17.23kN
采用滑动轴承，滚轮R=265mm，轮轴r=60mm。
滑动摩擦系数f1=0.25（钢对铸铝青铜）
滚动摩擦系数fk=1mm。
Tzd=30.22kN
Tzs=12.06kN
启门力FQ=91.44KN，
闭门力Fw=17.44kN，
持住力Ft=-1.58kN。
采用QL-100KN螺杆启闭机启门，利用螺杆压力闭门。
6、吊座计算
吊轴 采用Q235钢，[τ]=65N/mm2 采用单吊点。
    启吊力： P=100KN
    吊轴每边剪力： V=P/2=50KN
    需要吊轴截面积：
A=V/[τ]=50×103/65=769mm2
    故吊轴直径 d ≥(A/0.785)1/2= 31.3mm
    取直径d=50mm
吊耳板强度验算
    按局部紧接承压条件[σcj]=80N/mm2
t=P/d[σcj]
=100×103/50×80=25mm 取t=28mm。
    吊耳孔壁拉应力：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)
  =89.3N/mm2＜0.8[σk]=0.8×120=96N/mm2