【正文】 62 附錄 ： 。在此也要感 魏述和等各位老師在 畢業(yè)設計 開題、初稿給出的幫助 ，感謝 謝 尹志剛等老師在 預答辯期間 為本 畢業(yè)設計 所提出的寶貴意見 ，還要感謝同門的師兄師妹們，在科研過程中給我以許多鼓勵和幫助。 在 弧形 鋼閘門的設計中，對各構件的荷載選取、結構分析、承載力驗算、剛度驗算、穩(wěn)定分析等，進而鞏固了有關鋼結構和鋼筋混凝土結構的相關內容，最終設計并選取了合適尺寸的 主框架、 閘門面板、主梁、 次梁、 頂 /底梁、邊梁 、支臂、行走支承、側滑輪、鉸鏈、吊耳、支臂桁架 。軸承板采用圓形，其直徑取為D=3d=3 40=120mm。 但《水工鋼結構》中提到為了支臂傳力均勻，一般均按構造要求設置有橫向肋板，然而橫向隔板可以起到了橫向肋板的作用，就可以省去加勁肋。 、 主梁局部穩(wěn)定性計算?；炷敛捎?C30， ? ?h? =。 支鉸受力簡圖見下圖，圖中 Q 為啟門力的一半， Q=100kN，設與垂直線夾角為 20176。 44 )( 06 cmAI yy ???? 0 ??Y? 根據(jù) ? ， ? 查表得 ?P? ，則 ? ? )(160)( 23 MP aMP a ????? ?? ?? 、 啟閉力的計算 閘門采用前拉式起吊形式，啟閉機采用固定卷揚式啟閉機。 荷載及內力計算： 同橫向隔板 ,計算簡圖與計算過程見橫向隔板。 2） 剪應力 : τ = ??max????0????= = (????/????2) [??] = (????/????2) 滿足應力要求。按剛度要求的最小梁高（變截面梁）為 h?????? = [??]????[??/??]=144102102 107(1/600) = (????) 經(jīng)濟梁高： h???? = ??2/5 = (????) 由于鋼閘門中的橫向隔板重量將隨主梁增高而增加，故主梁高度已選得 h????小，但不小于 h??????，現(xiàn)選用腹板高度 h0 = 65（ cm） (3)腹板厚度選擇。 ??????? haHhhVN （ kN） 22 ???????? qcM c （ kN 27 、 剪力驗算： τ = ??Bz??0??????= 107 = (MPa) [??] = 95(MPa) 其中 S0 = 7 (180+7?)22 +(68?7)(180+7??)= ????3 說明水平次梁選用 [18a 滿足抗剪強度要求。I?? = 12727000mm3 。 、 水平次梁 、 荷載及內力： 水平次梁荷載按“近似取相鄰間距和之半法”計算單位寬度荷載，見表 。 考慮梁的內力、門底布置、啟閉桁架布置及支臂夾角等因素，通過 P分 = ??2cos?試算，取不同的上、下主框架之間的夾角為 2θ值（見 表 ） 21 表 2θ 4 8 12 16 20 24 28 32 34 40 P分 2θ 44 48 52 56 60 64 68 72 76 80 P分 上、下主框架之間的夾角為 θ擬取 120，兩主梁之間的弧長為 3760mm 上、下框架與水平線的夾角（負號表示位于水平線的上方）為： ?上 = ?0 ?θ =176。 其他詳細數(shù)據(jù)在設計說明書及計算說明書中給出。（見上圖） 12 、 支臂 、支臂與主梁鏈接： 為方便安裝定位，采用螺栓鏈接，即在支臂端部焊一頂板與主梁翼緣用醋螺栓鏈接，頂板懸臂部分用肋板加強，主梁翼緣焊一抗剪板。 （ 2）為了縮小門槽尺寸和減少鋼材用量，采用變截面主梁。 （ 2） 、 面板弧面半徑：弧面曲面半徑 R= 9m（ ～ ）。垂直向設置四道實腹板式隔板及兩道邊梁，區(qū)格間距為 ，邊梁距閘門面板邊線為；水平向除上、下主梁及頂、底次梁外，還設置了 5 根水平次梁，其中上主梁以上布置 1根，兩主梁之間布置 4 根。 4 設計要求 本計算屬于設計階段，通過對弧形鋼閘門結構的穩(wěn)定、強度及應力計算，確定鋼閘門的基本尺寸與布置形式， 要 為繪制弧形鋼閘門結構圖提供數(shù)字依據(jù)。 所以無論是從防洪安全考慮還是從綜合效益考慮，此次對灣灣川水庫的鋼閘門更換都是急需和必要的。灣灣川水庫溢流壩段設有 15扇，凈寬 12m，高 的弧形鋼閘門。 鋼閘門曾經(jīng)經(jīng)過普通防腐處理，但閘門與啟閉設備使用已長達三十多年，閘門現(xiàn)狀不容樂觀。啟吊設備為 2 臺 3t 的電動葫蘆啟吊。 編者： 2021 年 6月 1日 2 灣灣川水庫弧形鋼閘門改造設計說明 基本概況 灣灣川水電庫位于渾江干流上游 ，地處吉林省通化縣快大茂鎮(zhèn)灣灣川村境內。 、 意義： 通化縣灣灣川水庫是一座以灌溉為主，結合防洪、發(fā)電、養(yǎng)殖、旅游等綜合利用的水利工程，水庫大壩一旦潰壩，不僅對下游河道兩岸的居民、村屯、交通、廠礦企業(yè)等造成直接的人員傷亡和重大的經(jīng)濟損失，關系到通化縣的經(jīng)濟發(fā)展和社會穩(wěn)定，后果不堪設想。 通過上述檢測，目前 15扇鋼閘門腐蝕情況非常嚴重，且運行年限較長，應給予更換考慮?；￠T半徑 R=，支鉸高度H2=5m。閘門寬度為 12 m。（如圖 c） 9 主縱梁式 主梁豎立放置，與上下兩支臂鏈接（如圖 d） 初步采用主橫梁式斜式支臂形框架（圖 b） 、 主橫梁布置 、 實腹截面主橫梁：閘門寬高比偏大時采用 、 橫桁架主橫梁：閘門寬高比偏小時采用 （ 1）據(jù)《小型水電站機電設計手冊》（黃希元主編）中閘門尺寸為：寬 X 長 = 時宜選擇實腹截面主橫梁。據(jù)此根據(jù)《罐區(qū)水工建筑物叢書 閘門與啟閉機》（蔡正坤著）中共共選擇縱梁 6 根（啟吊縱梁間的跨中縱梁 2 根、啟吊縱梁與邊縱梁間的跨中縱梁 0 根、啟吊縱梁 2 根、邊縱梁 2 根）。原閘門采用的是露頂式弧形閘門，現(xiàn)為節(jié)省經(jīng)濟，充分利用原有條件，同樣設置成為露頂式弧形鋼閘門。 、 主框架位置 根據(jù)等荷載原則，閘門上、下主梁與支臂組成的主框架平面布置應與總水壓力作用線對稱，使兩框架受力均勻。 上懸臂 ?上 =（ 上? :ω1） 9π1800 = ≤ == 下懸臂 ?下 =L總 ??上 ?2θπ91800 = ≈ = = 經(jīng)驗證均滿足要求。 A = 2569mm2。4 ≤ *????+ =1250 說明水平次梁選用 [18a 滿足剛度要求。39。已知 Q235 知鋼的容許應力 [??] = 160??/????2，考慮鋼閘門自重引起的附加應力作用，取容許應力 [??]= 160= 144??/????2，則需要的截面模量為： W = M??????[??] = 100144 = (????3) 30 (2)腹板高度選擇。主梁支撐端 截面（見下圖 ）的幾何特性見下表 ： 圖 33 540540 X 7 120 X 12250 X 12650 X 10175X X 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 寬 面板部分 54 上翼緣板 12 腹板 1 39 39 下翼緣 25 30 1245 合計 懸臂端剪力： V = ??c22 = 113 = (????) 面形心距 ： y1 = ∑????′∑?? = = (????)≈ （ cm） 截面慣性矩： I0 = t???0312 +∑????2 = 39312 + = (????4) 截面下半部對中和軸的面積距： 34 S= A下翼緣 ??+????22 = 30+2 (394 +39+2 +2 ?)2 = (????3) 1） 抗彎強度 WMAN l0??? 上翼緣： )/( cmkNWMAN l ??????? 下翼緣： )/( cmkNWMAN l ??????? 滿足彎矩要求。 20 ???? b lbl 查表得： ?? ，則 ???B （ m） 又 B ≤ )()(4 2 076060 mmm ????? ，則取小值 B= 根據(jù)以上計算結果選取面板有效寬度為 ，隔板與主梁采用齊平鏈接，則隔板的腹板高度與主梁相同為 ，則每片隔板的截面尺寸特性如下： 圖 （單位： cm） 420420X10650X10250X10X X227,1 表 部位 截面尺寸 (cm) 截面面積 各形心離板表面距離 ????′(????3) 各形心離中和軸距離 ????2(????3) 37 長 寬 ??(????2) y’(cm) y = y’? y(cm) 上翼緣板 42 42 21 腹板 1 65 65 下翼緣 25 25 合計 67 132 3861 ）（ 2cm1 3 ???????A ）（ ???????yA ）（ 290 ??? AAy y )()(165)(142 42322 cmI x ????????????????)( 90 301 cmyIW x ??? )( 302 cmyIW x ????? ）（ 320 ???????S 應力驗算： 彎曲應力： ? ? (M P a )160 (M P a ) 311 ????? ?? ＜WM m a z ? ? 16 0(M P a ) (M P a ) 59 322 ????? ?? ＜WM m az 剪應力： 38 ? ? (M P a )95(M P a ) ??????? ??? ＜Xm a zI SQ 、 邊梁： 邊梁受力情況與中部垂直隔板相同，截面形形式采用單腹式，尺寸按構造設計，即截面高度與主橫梁端部高度相同，腹板厚度與主橫梁腹板厚度相同，為便于安裝行走支承，下翼緣寬度為 300mm（見《水工鋼結構》范崇仁編著）。 長細比： yyY l??? 其中 yl =400cm。 、 閘門支鉸的計算 閘門支鉸采用圓柱鉸，軸經(jīng)為φ 220mm，鉸鏈和鉸座材料采用 ZG270500，軸采用 Q345A，軸套采用 MGA。 鉸座底板底面積。 23 ???? ???ff LHH 其中焊縫高度 fH =，焊縫長度 fL =30cm。 、 再從剪力最大梁格一計算： h0????= (65:39)2 = 52 80，則無需加勁肋。由表查得 Q235鋼的 ? ? 2/80 mmNcj ?? ，故： ? ? mmd Pt cj 3 ?? ??? ? 因此在邊梁腹板上端部各焊一塊厚度為 40mm的軸承板。過程中不斷搜索資料并且比較分析，了解了鋼結構材料的種類和規(guī)格及其受拉、受壓、受剪性能，最終選擇了最佳方案 弧形鋼 鋼閘門。本畢業(yè)設計 從選題到完成，幾易其稿，每一步都是在導師的指導下完成的，傾注了導師大量的心血，在此我向我的導師 任玉珊 教授表示深切的謝意與祝福！ 本 畢業(yè)設計 的完成也離不開其他各位老師、同學和朋友的關