水工建筑鋼結(jié)構(gòu)鋼閘門圖文講義

第六章平面鋼閘門第一節(jié)概述閘門是用來關(guān)閉、開啟或局部開啟水工建筑物中過水孔口的活動結(jié)構(gòu)——控制水位，調(diào)節(jié)流量作用。閘門類型：1、按工作性質(zhì)：工作閘門：調(diào)節(jié)孔口流量，在動水中啟閉事故閘門：上下游水道或設(shè)備發(fā)生事故時，能在動水中關(guān)閉，一般在靜水中開啟檢修閘門：檢修設(shè)備時用以擋水的閘門，在靜水中啟閉施工閘門：用來封閉施工導(dǎo)流孔口的閘門，在動水中關(guān)第六章平面鋼閘門第一節(jié)概述閘門類型：2、閘門孔口位置露頂閘門：門頂露出水面潛孔閘門：門頂潛沒于水面以下3、結(jié)構(gòu)形式：門葉的形狀平面閘門：弧形閘門：弧形的擋水門葉人字形閘門第六章平面鋼閘門第二節(jié)平面鋼閘門的組成和結(jié)構(gòu)布置一、平面鋼閘門的組成三大部分組成：門葉結(jié)構(gòu)（上下移動，承重結(jié)構(gòu)）埋固構(gòu)件啟閉機(jī)械第六章平面鋼閘門第二節(jié)平面鋼閘門的組成和結(jié)構(gòu)布置（一）門葉結(jié)構(gòu)

豎放著的板梁結(jié)構(gòu)

第六章平面鋼閘門第六章平面鋼閘門第二節(jié)平面鋼閘門的組成和結(jié)構(gòu)布置組成：1、面板：直接承受水壓，并傳給梁格2、梁格：次梁（頂梁、底梁、水平次梁、豎直次梁），主梁，邊梁——形成骨架，承受由面板傳來的水壓（減小面板跨度，從而減小面板厚度）

第六章平面鋼閘門第二節(jié)平面鋼閘門的組成和結(jié)構(gòu)布置3、橫向聯(lián)結(jié)系：位于閘門橫向豎平面內(nèi)（兼作豎直次梁）作用：增加橫向剛度（并支承底梁、頂梁，水平次梁）實腹隔板式（橫隔板）桁架式第六章平面鋼閘門第二節(jié)平面鋼閘門的組成和結(jié)構(gòu)布置4、縱向聯(lián)結(jié)系：位于閘門主梁下翼緣平面內(nèi)作用：增加縱向剛度、承受部分自重（40％自重，另60％由面板承擔(dān)）及豎向荷載一般采用桁架式：弦桿為上下主梁的下翼緣，豎桿為橫隔板的下翼緣，斜桿另設(shè)，支承在邊梁上第六章平面鋼閘門第二節(jié)平面鋼閘門的組成和結(jié)構(gòu)布置5、行走支承：保證閘門移動在邊梁上設(shè)置滾輪（主輪、反輪、側(cè)輪）或滑塊側(cè)輪、反輪：防止閘門左右傾斜被卡住或前后碰撞

6、吊耳：將閘門與吊索或吊桿相連的裝置7、止水（水封）：門葉結(jié)構(gòu)和孔口周圍縫隙之間設(shè)置，防止閘門漏水第六章平面鋼閘門第二節(jié)平面鋼閘門的組成和結(jié)構(gòu)布置（二）埋固構(gòu)件（埋設(shè)在門槽內(nèi)）行走支承軌道、止水座、保護(hù)門槽的加固角鋼等荷載傳遞途徑：第六章平面鋼閘門第二節(jié)平面鋼閘門的組成和結(jié)構(gòu)布置二、平面鋼閘門的結(jié)構(gòu)布置確定所需構(gòu)件、構(gòu)件數(shù)目、構(gòu)件位置（一）主梁的布置1、主梁的數(shù)目：由閘門尺寸確定跨度L≤閘門高度H,采用多主梁（主梁數(shù)目多于兩根）跨度L≥1.5H，采用雙主梁第六章平面鋼閘門第二節(jié)平面鋼閘門的組成和結(jié)構(gòu)布置為什么跨度大，而主梁數(shù)目反而減少？L增大，比L增加更快，

為了滿足強(qiáng)度和剛度

要求

增大I、W（

）

增大梁高h(yuǎn)效果最好

第六章平面鋼閘門第二節(jié)平面鋼閘門的組成和結(jié)構(gòu)布置多個小主梁的材料集中在少數(shù)梁上使用例：H≤L≤1.5H，經(jīng)過計算比較后選用第六章平面鋼閘門第二節(jié)平面鋼閘門的組成和結(jié)構(gòu)布置2、主梁的位置根據(jù)等荷載的原則布置（每個主梁承受相等水壓力）雙主梁：對稱于總水壓力合力作用線布置兩主梁間距盡可能大，但要滿足構(gòu)造要求第六章平面鋼閘門第二節(jié)平面鋼閘門的組成和結(jié)構(gòu)布置多主梁：有幾個主梁將水壓分布圖分成面積相等的幾等份，每塊等分面積的形心線處為主梁位置

主梁至水面的距離由公式（6-1）和（6-2）求得第六章平面鋼閘門第二節(jié)平面鋼閘門的組成和結(jié)構(gòu)布置3、構(gòu)造要求（雙主梁）（1）主梁間距b盡量大一些使閘門上懸臂不會過長，增加閘門空間剛度（2）ｃ≤0.45H

保證門頂懸臂部分有足夠剛度（3）ａ下主梁到門底的距離，應(yīng)滿足底緣布置要求下游傾角

：避免門底水流沖擊主梁腹板引起閘門振動

第六章平面鋼閘門第二節(jié)平面鋼閘門的組成和結(jié)構(gòu)布置（二）梁格布置梁格支承面板，起著減小面板跨度，減小面板厚度的作用合理布置：使面板和梁格所用材料最省梁格布置有簡式（純主梁式）、普通式、復(fù)式梁格第六章平面鋼閘門第二節(jié)平面鋼閘門的組成和結(jié)構(gòu)布置梁格布置一般要求：1、豎直次梁間距：1～2m2、水平次梁間距：水壓力變化上疏下密。40～120cm3、面板厚度為8～25mm第六章平面鋼閘門第二節(jié)平面鋼閘門的組成和結(jié)構(gòu)布置（三）梁格連接形式齊平（等高連接）：水平次梁、豎直次梁、主梁上翼緣與面板齊平。梁格與面板形成剛強(qiáng)整體水平次梁遇到豎直次梁，水平次梁需切斷，橫隔板兼作豎直次梁時，可在橫隔板上預(yù)留開孔，使水平次梁成為連續(xù)梁。降低連接：主梁、水平次梁與面板直接相連，豎直次梁降低到水平次梁的下翼緣底，使水平次梁成為連續(xù)梁第六章平面鋼閘門第二節(jié)平面鋼閘門的組成和結(jié)構(gòu)布置第六三章三平三面鋼三閘門第二三節(jié)平面三鋼閘三門的三組成三和結(jié)三構(gòu)布三置（四三）邊三梁的三布置單腹三式：三構(gòu)造三簡單三，抗三扭剛?cè)炔钊魅萌诨乐械娜l門雙腹三式：三抗扭三剛度三大，三構(gòu)造三復(fù)雜三，用三鋼量三較大三，主要三用于三滾輪三支承三的閘三門第六三章三平三面鋼三閘門第三三節(jié)三面板三和次三梁的三設(shè)計一、三面板三設(shè)計先初三選面三板厚三度，三驗算三面板三強(qiáng)度（一三）面三板厚三度三視面三板為三四邊三固定三板計算三時：近似三取面三板區(qū)三格中三心處三的水三壓強(qiáng)三度作為三面板三區(qū)格三的均三布荷三載第六三章三平三面鋼三閘門第三三節(jié)三面板三和次三梁的三設(shè)計四邊三固定三的面三板在三均布三荷載三作用三下，三最大三彎矩三在面三板支三承邊三長邊三中點三處長邊三中點A為面三板應(yīng)三力控三制點三：k：彎三應(yīng)力三系數(shù)三（與三支承三情況三有關(guān)三，查三表得三到）：彈三塑性三調(diào)整三系數(shù)；時，時，0.三9：考三慮面三板參三與主三梁共三同工三作，三保留三一定三的強(qiáng)三度儲三備系三數(shù)a、b：區(qū)三格短三邊、三長邊三長，三從面三板與三梁連三接焊三縫算三起（三梁的三凈距三離）第六三章三平三面鋼三閘門第三三節(jié)三面板三和次三梁的三設(shè)計注：1.各區(qū)三格面三板厚三度大三致相三等（若三相差三過大三，調(diào)三整區(qū)三格豎三向間三距重三選）2.3.頂、三底梁三區(qū)格三按三三邊固三定、三一邊三簡支三計算第六三章三平三面鋼三閘門第三三節(jié)三面板三和次三梁的三設(shè)計（二三）面三板參三加主三（次三）梁三整體三彎曲三時的三強(qiáng)度三驗算在水三壓力三作用三下，三面板三自身三會局三部彎三曲，同時三參與三梁共三同工三作，三隨梁三整體三彎曲三，處于三雙向三應(yīng)力三狀態(tài)三，計三算折三算應(yīng)三力1、當(dāng)，且三長邊三方向三沿主三梁軸三線方三向，只需三驗算A點上三游面三的折三算應(yīng)三力第六三章三平三面鋼三閘門水壓三力作三用時三，在三面板三（四三邊固三定）A點上三游面三受拉，下三游面三受壓三；參與三梁整三體彎三曲時三，梁三上翼三緣受三壓，三板也三受壓板上三游面三處于三異號三應(yīng)力三作用三，易三破壞三。第六三章三平三面鋼三閘門第三三節(jié)三面板三和次三梁的三設(shè)計ａ、三面板A點上三游面三局部三彎應(yīng)三力：垂直三于梁三軸線三方向沿梁三軸線三方向ｂ、三面板三兼作三梁翼三緣整三體彎三應(yīng)力（拉三）（壓三）折算三應(yīng)力三：（6-三4）第六三章三平三面鋼三閘門2、或長三邊方三向垂三直主三梁軸三線方三向，還需三驗算B點下三游面三的折三算應(yīng)三力B點下三游面三雖是三同號三應(yīng)力三狀態(tài)三，但較大三，可三能比A點上三游面三更早三進(jìn)入三塑性三狀態(tài)第六三章三平三面鋼三閘門第三三節(jié)三面板三和次三梁的三設(shè)計，由三附錄三九表2，知時，三系數(shù)與比較三接近三，相對三較大（1）（2）長三邊方三向垂三直主三梁軸三線方三向時三：B點沿三梁軸三線方三向用附三錄九三表2中計算三，較大B點遠(yuǎn)三離軸三線有較三大衰三減第六三章三平三面鋼三閘門第三三節(jié)三面板三和次三梁的三設(shè)計（三三）面三板與三梁格三連接三計算面板三受水三壓力三自身三彎曲三時，三焊縫三約束三梁格三之間三互相三移近垂直三焊縫三長度三方向三的單三位長三度上三的側(cè)三拉力2、面三板兼三作梁三翼緣三，梁三彎曲三時，三焊縫三阻止三板與三翼緣三發(fā)生三相對三滑移沿焊三縫長三度方三向的三單位三長度三上的三水平三剪力第六三章三平三面鋼三閘門第三三節(jié)三面板三和次三梁的三設(shè)計水工三鋼結(jié)三構(gòu)按三容許三應(yīng)力三法計三算時三，角焊三縫統(tǒng)三一按三角焊三縫容三許剪三應(yīng)力三計算且第六三章三平三面鋼三閘門第三三節(jié)三面板三和次三梁的三設(shè)計二、三次梁三設(shè)計（一三）次三梁的三荷載三計算三簡圖1、降三低連三接面板三水壓三力按三面板三跨度三的中三心線三劃分傳給三水平三次梁三受到三均布三荷載p：次三梁軸三線處三的水三壓強(qiáng)三度a上、a下：水三平次三梁軸三線到三上下三相鄰三梁之三間的三距離水平三次梁三支承三在豎三直次三梁上三，為連三續(xù)梁第六三章三平三面鋼三閘門第三三節(jié)三面板三和次三梁的三設(shè)計水平三次梁三計算三簡圖三：豎直三次梁三為支三承在三主梁三上的三簡支三梁，承受三由水三平次三梁傳R為水平次梁的支座反力豎直次梁計算簡圖：（如圖c）第六三章三平三面鋼三閘門第三三節(jié)三面板三和次三梁的三設(shè)計2、齊三平連三接水平三次梁三和豎三直次三梁同三時支三承著三面板三，面板三上的三水壓三力由三水平三次梁三和豎三直次三梁共三同分三擔(dān)，面板三上的三水壓三力按三梁格三夾角三的平三分線三劃分三各梁三所承三擔(dān)的三水壓三力第六三章三平三面鋼三閘門第三三節(jié)三面板三和次三梁的三設(shè)計水平三次梁三：承擔(dān)三的水三壓力三作用三面積三為六三邊形三，換三算到三水平三次梁三上的三荷載三分布三圖為三梯形p：六三邊形三面積三中心三處的三水壓三強(qiáng)度水平三次梁三穿過三橫隔三板的三預(yù)留三孔：按連三續(xù)梁三計算第六三章三平三面鋼三閘門第三三節(jié)三面板三和次三梁的三設(shè)計水平三次梁三在豎三直次三梁處三斷開三：按簡三支梁三計算豎直三次梁:承受三水平三次梁三傳來三的集三中荷三載，承受三面板三直接三傳來三的水三壓力三，水壓三力作三用面三積為三一條三對角三線與三梁軸三垂直三的正三方形三，換算三到豎三直次三梁上三的荷三載分三布圖三為三三角形第六三章三平三面鋼三閘門第三三節(jié)三面板三和次三梁的三設(shè)計（二三）截三面設(shè)三計由次梁三型鋼三號計算三時，三考慮三面板三兼作三次梁三翼緣三，有三效寬三度B的取三值三：B取以三下兩三式算三得的三較小三值局部三穩(wěn)定三要求（面三板兼三作翼三緣受三壓時三不會三喪失三穩(wěn)定三）第六三章三平三面鋼三閘門第三三節(jié)三面板三和次三梁的三設(shè)計2.考慮三面板三寬度三上應(yīng)三力分三布不三均，三折算三有效三寬度正彎三矩段三：負(fù)彎三矩段三：由查表三，為梁三彎矩三零點三間距三離第六三章三平三面鋼三閘門第四三節(jié)三主梁三設(shè)計一、三主梁三形式由閘三門的三跨度三和水三頭大軋制梁：跨度小水頭低的閘門組合梁：中等跨度6～10m桁架：跨度>12m第六三章三平三面鋼三閘門第四三節(jié)三主梁三設(shè)計二、三主梁三計算三簡圖主梁三受豎三直次三梁傳三來的三集中三荷載三，還三承受三面板三直接三傳來三的分三布荷三載為簡三化計三算，三近似三將主三梁上三的荷三載換三算為三均布三荷載三。主梁三按等三荷載三原則三布置三，把閘三門在三跨度三方向三的單三位長三度上三的總?cè)畨喝Τ灾魅焊龜?shù)n，得到三每根三主梁三的均三布荷三載單位三長度三上的三總水三壓力N/三m梁上三的均三布荷三載第六三章三平三面鋼三閘門第四三節(jié)三主梁三設(shè)計計算三簡圖三：荷載三跨度兩側(cè)三止水三之間三的距三離計算三跨度三：閘門三行走三支承三中心三線之三間的三距離：閘三門孔三口寬三度第六三章三平三面鋼三閘門第四三節(jié)三主梁三設(shè)計三、三主梁三設(shè)計1、面板三兼作三主梁三上翼三緣0.三9考慮三主梁三下翼三緣兼三作縱三向聯(lián)三結(jié)系三桿件三承受三閘門三部分三自重2、3、撓三度滿三足剛?cè)纫?、整三體穩(wěn)三定（三與面三板可三靠連三接，三可不三驗算三）5、局三部穩(wěn)第六三章三平三面鋼三閘門第五三節(jié)三橫向三、縱三向聯(lián)三結(jié)系、橫三向聯(lián)三結(jié)系傳遞三內(nèi)力三，保三證閘三門剛?cè)辱旒苋剑褐髁喝孛嫒叨热烷g三距較三大時三采用三，節(jié)三約鋼三材隔板三式：三支承三在主三梁上三的雙三懸臂三梁計三算截面三高度三＝主三梁截三面高三度面板三兼作三上翼三緣，第六三章三平三面鋼三閘門第五三節(jié)三橫向三、縱三向聯(lián)三結(jié)系二、三縱向三聯(lián)結(jié)三系承受三閘門三部分三自重三以及三其它三豎向三荷載（n為節(jié)三間數(shù)三）G由附三錄11中估三算公三式計三算第六三章三平三面鋼三閘門第六三節(jié)三邊梁三設(shè)計、荷三載水平三荷載三：梁格三傳來三的水三平水三壓力（為三簡化三計算三，均三由主三梁傳三給邊三梁）行走三支承豎向荷載：閘門自重G/2行走支承和止水與埋固構(gòu)件間的摩阻力啟吊力T門底過水下吸力Px等處對三應(yīng)軸三心拉三力第六三章三平三面鋼三閘門第六三節(jié)三邊梁三設(shè)計截面三尺寸三按構(gòu)三造要三求確三定截面三高度三＝主三梁端三部截三面高三度腹板三厚度三＝主三梁端三部腹三板厚三度翼緣三寬度≥30三0m三m驗算三：折算三應(yīng)力第六三章三平三面鋼三閘門第七三節(jié)三行走三支承行走三支承三有滑三道式三和滾三輪式三兩種膠木三滑道將總寬三為10三0～15三0m三m的三三條膠三木壓三入寬三度稍三小的三夾槽三中，通過三橫向三加緊三力來三提高三承壓三面強(qiáng)三度第六三章三平三面鋼三閘門第七三節(jié)三行走三支承支承三膠木三滑道三的鋼三軌1、軌三頭的三設(shè)計三寬度b和軌三頂圓三弧半三徑R:由滑三塊單三位長三度上三的計三算荷三載q查表6-三2q=滑塊三受到三的壓三力/滑塊三長度膠木三滑道三與軌三道弧三面之三間的三最大三接觸三應(yīng)力：膠木三容許三接觸三應(yīng)力,第六三章三平三面鋼三閘門第七三節(jié)三行走三支承2、鋼三軌底三板寬三度B由混三凝土三容許三承壓三強(qiáng)度三確定3、底三板厚三度：由彎三曲強(qiáng)三度確三定（按三倒置三的懸三臂梁三計算三，沿三軌道三方向三取單三位長三度板三條驗三算）第六三章三平三面鋼三閘門第七三節(jié)三行走三支承底板三壓應(yīng)三力最大三彎應(yīng)三力4、鋼三軌高三度第六三章三平三面鋼三閘門第七三節(jié)三行走三支承膠木三滑道三夾槽三強(qiáng)度三驗算槽壁三的側(cè)三壓力N/三mm:膠木三彈性三模量25三00～30三00三N三/m三m2:膠木三寬度三公盈三量與三夾槽三寬度三的比三值（1.三3～1.三7）％h：夾槽三深度第六三章三平三面鋼三閘門第七三節(jié)三行走三支承1－1斷面三：抗剪三驗算抗彎三強(qiáng)度三驗算2—三2斷面第六三章三平三面鋼三閘門第九三節(jié)三止水三、啟三閉力三、吊三耳一、三止水作用三：防三止閘三門與三門槽三之間三的縫三隙漏三水露頂三閘門三：側(cè)三止水三、底三止水潛孔三閘門三：側(cè)三止水三、底三止水三、頂三止水止水三的材三料主三要是三橡皮底止三水為三條形三橡皮側(cè)止三水和三頂止三水為P形橡三皮止水三用螺三栓固三定在三門葉三上第六三章三平三面鋼三閘門第九三節(jié)三止水三、啟三閉力三、吊三耳二、三啟閉三力動水三中啟三閉的三閘門三（水三壓力三作用三下，三摩阻三力較三大）考慮三閘門三自重G滾輪三或滑三道支三承處三的摩三阻力Tzd止水三摩阻三力Tzs閉門三時門三底上三托力Pt啟門三時門三底水三流形三成真三空產(chǎn)三生的三下吸三力Px門頂三水柱三壓力W