【正文】 301 cmyIW x ??? )( 3101639 302 cmyIW x ????? ）（ 320 ???????S 應(yīng)力驗(yàn)算： 、 彎曲應(yīng)力： ? ? (M P a )160 (M P a ) 311 ????? ?? ＜WM m a z ? ? 16 0(M P a ) (M P a ) 322 ????? ?? ＜WM m a z 、 剪應(yīng)力： ? ? (M P a )95(M P a ) 016 ??????? ??? ＜Xm azI SQ 、 支臂： 40 支臂截面初選： 支臂截面特性如下 圖 截面 x xy 1y 2 表 部位 截面尺寸 (cm) 截面面積??(????2) 各形心離板表面距離 y’(cm) ????′(????3) 各形心離中和軸距離 y = y’? y(cm) ????2(????3) 長(zhǎng) 寬 上翼緣板 20 24 腹板 45 54 下翼緣 20 24 合計(jì) 102 )( 2cmA ??????? ）（ ???????yA (c m )19102 ??? AAy y )(c m33213)(121 433 ??????hxI 41 )(c m1606)(121 433 ???????hyI ）（ 30 ??? yIW xx 、 支臂框架計(jì)算： 圖 支臂框架結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖（單位： mm） αC=2440 L=7320 C=2440hh39。 、 中部垂直次梁（隔板） 中部隔板按兩端懸臂簡(jiǎn)支梁計(jì)算，其計(jì)算簡(jiǎn)圖見(jiàn)圖 。按經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算： t?? = √?11 = √6511 = (????),選用 t?? = 翼緣截面選擇。 m） 8 9 39。 、 頂梁和底梁： 頂梁荷載較小，但考慮水面漂浮物的撞擊，必須加強(qiáng)頂梁剛度，所以也采用 [18a。 d = 7mm。 22 表 水平次梁荷載計(jì)算表 梁號(hào) 梁軸線處 水壓強(qiáng)度 p （ KN/m2） 梁間距 M (m) a上 +a下2 (m) q = pa上 +a下2 (KN/m) 1(頂梁 ) 2 3(上主梁 ) 4 5 6 7 8（下主梁） 9（底梁） 頂梁荷載按下圖計(jì)算： R1 =2 3 = (KN/m) R1 R2 KN/m2 23 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 7）進(jìn)行計(jì)算 ,但考慮安全性取最大荷載 kN/m。 ?12176。 荷載計(jì)算 閘門在關(guān)閉位置的靜水壓力，由水平水壓力和垂直水壓力組成，如圖 所示。螺栓拉力按支臂端部彎矩算得（如圖 ）。 根據(jù)《水利水電工程鋼閘門設(shè)計(jì)規(guī)范》 SL7495 中，主橫梁式斜式支臂形框架，端部梁高為中跨梁高的 ～ 倍且要與邊縱梁相結(jié)合，梁高改變高度位置距端部（ 1/4～ 1/6）跨度。 應(yīng)力種類 鋼型號(hào) 8 （ 3） 、 鉸心位置：對(duì)于寬頂溢流壩較心位置可布置在 a = （ 23～ 1） H處，且高出下游水位 左右（如圖 21）。支鉸采用圓柱鉸，側(cè)水封為“ L”行橡皮水封，底水封為“刀”形橡皮水封。 設(shè)計(jì) 依據(jù) 、 水庫(kù)特性指標(biāo) 正常蓄水位： 366 m 堰頂高程： 360 m 正常蓄水位以下庫(kù)容： 663萬(wàn) m3 最大下泄流量： 10180 m3/s 孔口形式：露頂式 孔口寬度： 12 m 、 材料容重 混凝土： 24kN/m3 鋼筋混凝土： 25kN/m3 鋼材容重： 漿砌石： 23kN/m3 水： 10kN/m3 5 、 地質(zhì)參數(shù) 漿砌石溢流壩段全長(zhǎng) 212 m，坐落于強(qiáng)風(fēng)化巖石上。 3 改造 設(shè)計(jì) 分析 根據(jù)《水利水電工程金屬結(jié)構(gòu)報(bào)廢標(biāo)準(zhǔn)》 SL22698規(guī)范中規(guī)定，進(jìn)行更換原因分析： 、 閘門的腐蝕情況 閘門腐蝕情況嚴(yán)重，閘門的面板、主梁、次梁、弧形閘門支臂等主要構(gòu)件發(fā)生銹損， 、 閘門的強(qiáng)度條件 進(jìn)行閘門強(qiáng)度驗(yàn)算，材料容許應(yīng)力按使用年限進(jìn)行修正： [σ ]’ = K [σ ] [τ ]’ = K [τ ] 式中： [σ ]’ 、 [τ ]’ 修正后的材料容許應(yīng)力值； K使用年限修正系數(shù)，取 ～ ，達(dá)到和超過(guò)折舊年限取 ； [σ ]、 [τ ] 材料容許應(yīng)力值，按 SLZ4— 95《水利水電工程鋼閘門設(shè)計(jì)規(guī)范》的規(guī)定取值。鋼閘門曾經(jīng)經(jīng)過(guò)普通防腐處理，但閘門與啟閉設(shè)備使用已長(zhǎng)達(dá)三十多年，閘門現(xiàn)狀不容樂(lè)觀。 2021 年 6月 10 日，將閘門吊起檢查； 2021年 1 月 10 日邀請(qǐng)通化市特種設(shè)備檢測(cè)中心的專業(yè)技術(shù)人員趕赴現(xiàn)場(chǎng)對(duì)弧形工作鋼閘門進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè)（后附壁厚測(cè)定報(bào)告），其中以 1 14閘門的質(zhì)量問(wèn)題尤為嚴(yán)重： （ 1）、 10mm 厚閘門鋼板腐蝕嚴(yán)重，最大腐蝕深度達(dá) 5mm,局部面板被腐蝕穿透。檢修閘門為浮箱式疊梁平板閘門，共五節(jié)，每節(jié) 3t。 通過(guò)規(guī)范規(guī)定及結(jié)構(gòu)驗(yàn)算校核，最終設(shè)計(jì)出鋼閘門為：露頂式 斜支臂雙主橫梁 弧形鋼閘門，長(zhǎng) 12m，高 ，面板厚 7mm，弧面半徑 9m，鉸心距堰頂 5m。對(duì)于彎彎川水庫(kù)這種閘門使用年限長(zhǎng)，損壞嚴(yán)重的水閘，進(jìn)行閘門的重新設(shè)計(jì)改造是必要的。 、 閘門埋件報(bào)廢條件 埋件均出現(xiàn)銹蝕，且部分空蝕、泥沙磨損嚴(yán)重。 基本結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù) 閘門采用斜支臂雙主橫梁式焊接結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)布置圖見(jiàn)圖 11。材料容許應(yīng)力（應(yīng)力調(diào)整系數(shù) ）： 7 抗拉、抗壓與抗彎 [??] ??/????2 抗剪 [τ] ??/????2 碳素結(jié)構(gòu)鋼 Q235 第一組 160 95 第二組 150 90 鑄造碳鋼 ZG340640 150 115 主橫梁水平次梁頂梁底梁邊梁邊梁總水壓作用點(diǎn)鉸心水平線水位線縱梁圖 設(shè)計(jì)內(nèi)容 、 閘門初擬 、 閘門尺寸及布置 （ 1） 、 閘門尺寸：閘門高度大于設(shè)計(jì)水頭加安全超高（按《水利水電工程鋼閘門設(shè)計(jì)規(guī)范》SL7495 中取 ～ ），即 H≥ 6+= 。（如圖 b） （ 3）直支臂形框架。 為考慮門體剛度要求將啟吊縱梁、啟吊縱梁間的跨中縱梁的截面擴(kuò)大，形成隔板。 2021年閘門加高并未跟換閘門，以致支臂、鉸鏈等結(jié)構(gòu)比不滿足水利條件，其閘門的所有構(gòu)件均需重新設(shè)計(jì)，重新擬定尺寸，重新進(jìn)行各方面的強(qiáng)度驗(yàn)算。 根據(jù)表 41 的計(jì)算結(jié)果，面板厚度選定為δ =7mm。 弧長(zhǎng)校核： 根據(jù)《罐區(qū)水工建筑物叢書(shū) 閘門與啟閉機(jī)》蔡正坤主編，雙主橫梁弧形閘門兩主梁之間的弧長(zhǎng)校核參照平面閘門，即上懸臂 ≤,下懸臂在 左右。m) 最大剪力： Q???? = ?????= ?=?(????) 次梁支座處截面特性 W = ??[??]= 106160 = (????3) 次梁選用 [18a，參數(shù)如下： W?? = 141400mm3。m)，則邊跨撓度可接近按下式計(jì)算 (即《水工鋼結(jié)構(gòu)》范崇仁主編 86 頁(yè) )： 26 ω?? = ??????2????次 ?MB次 ??16????次 ≤ *???? + β系數(shù)，均在簡(jiǎn)支梁 β= 5/384 P粱所受總荷載總值 ????次 次梁的抗彎強(qiáng)度 *????+相對(duì)撓度限值，隨各類結(jié)構(gòu)的使用要求而定，可由下表 查得： 表 水工鋼結(jié)構(gòu)不同梁的相對(duì)撓度限值 水工鋼結(jié)構(gòu) [???? ] 工業(yè)與民用建筑 [???? ] 潛孔式工作閘門和事故閘門的主梁 1/750 吊車梁（重級(jí)工作制或起重量 Q》 50t 的中級(jí)工作制） 1/1200 露頂式工作閘門和事故閘門的主梁 1/600 吊車梁（輕級(jí)工作制或起重量 Q50t 的中級(jí)工作制） 1/800 檢修閘門和攔污柵的主梁 1/500 無(wú)重軌的工作平臺(tái)和樓蓋版梁 1）主梁 1/400 船閘工作閘門和運(yùn)輸水閥的主梁 1/750 2）其他梁 1/250 浮碼頭鋼引橋的主梁 1/400 屋蓋檁條 1）無(wú)積灰的輕型屋面 1/150 一般次梁 1/250 2）有積灰的輕型屋面和其他屋面 1/200 則 ω?? =5 （ 103） 3384 105 ? 106 10316 105 = 10。39。m) V?????? = ????12 = (????) (1)需要截面模量。 、 截面改變： 因主梁跨度較大，為減小門槽寬度和支撐邊梁高度（節(jié)省鋼材），有必要將主梁支撐端腹板高度減小為 h0?? = = 650= 390????(如圖 ) 梁高開(kāi)始改變的位置取在臨近支撐端的橫向版下翼緣的外側(cè)（如圖），離開(kāi)支撐端的距離為 24410=230cm 剪力強(qiáng)度驗(yàn)算：考慮到主梁端部的腹板及翼緣部分都分別同支撐邊梁的腹板及翼緣相焊接，故可按工字型截面來(lái)驗(yàn)算剪應(yīng)力強(qiáng)度。 m） 截面特性（跨中截面） 計(jì)算參考次梁： 面板參與隔板作用的有效寬度 bB 1?? ， ?b m。 3 ?????? WANM? 其中近似地取 MM?39。 46 啟閉機(jī)容量選擇為 2 100KN。1 mkNXHNZM ???????????? )( mkNSCM ????? )( kNnbMN ???? )( 22 kNKMN ???? 選用 M30螺栓，截面面積 A=，以一側(cè)螺栓的最大受力為 21max NNN ?? ,驗(yàn)算螺栓強(qiáng)度： a x ????? NNN （ kN） 所以 )( a x MP aAN ????? 、 鉸座計(jì)算 鉸座底板尺寸如上圖 所示。? ； 2?m ；，螺栓每排數(shù)量為 8；間距為 ，所以 mr ? ； mr ? ； mr ? ； mr ? ； mr ? ； mr ? ； mr ? ，代入上式，得： )(2 22222222m a x ???????? ??N ? （ kN） 又螺栓選用 M30， A=，則 ? ?llll ?? ＜(M P a ) 23 ???? ⑵抗剪板焊縫： 52 ? ??? ＜(M P a ) 39。故在橫隔板間不用加勁肋。按局部緊接承壓條件，吊耳板需要厚度按下式計(jì)算。 從開(kāi)始了解工程概況、現(xiàn)場(chǎng)條件，到后來(lái)的方案分析，再到后來(lái)的閘門設(shè)計(jì)，每一個(gè)階段都有不同的收獲，現(xiàn)概括如下： 通過(guò)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)條件的分析，考慮可選擇的方案并且研究分析。導(dǎo)師不僅授我以文，而且教我做 人，雖歷時(shí) 四 載，卻賦予我終生受益無(wú)窮之道。 “ 明德致遠(yuǎn)，篤行務(wù)實(shí) ” ， 我將牢記長(zhǎng)工程的校訓(xùn)，并用它指引我前進(jìn)， 愿 長(zhǎng)春工程學(xué)院 的明天更加美好！