【文章內(nèi)容簡介】 345 280 265 250 235 注： I 類孔； (1)在裝配好的構(gòu)件上按設(shè)計孔徑鉆成的孔； (2)在單個零件和構(gòu)件上按設(shè)計孔徑分別用鉆模鉆成的孔； (3)在單個零件上先鉆成或沖成較小的孔徑 ,然后在裝配好的構(gòu)件上擴(kuò)鉆至設(shè)計孔徑的孔； 40mm時 ,螺栓容許應(yīng)力應(yīng)予降低 ,對于 Q235 降低 4%,對于 16Mn降低 6%. 表 ,表 ,表 ,表 的容許應(yīng)力值：在校核條件下提高 15%；在特殊情況下 ,除局部應(yīng)力外 ,不超過 . 表 機(jī)械零件的容許應(yīng)力 N/mm2 應(yīng) 力 種 類 符號 碳素結(jié)構(gòu)鋼 低合 金鋼 優(yōu)質(zhì)碳素 結(jié)構(gòu)鋼 鑄造碳鋼 合金鑄鋼 合金結(jié)構(gòu)鋼 Q235 Q275 16Mn 35 45 ZG230 450 ZG270 500 ZG310 570 ZG340 640 ZG50 Mn2 ZG35 CrMo 35Mn2 40Cr 抗拉 ,抗壓和抗彎 [σ ] 100 120 140 130 145 115 120 140 150 190 170 (235) 130 (280) (320) 抗剪 [τ ] 65 75 90 85 95 85 90 105 115 150 130 (180) 85 (190) (215) 局部承壓 [σ cd] 150 180 210 195 220 170 180 200 220 280 250 (345) 195 (430) (485) 局部緊接承壓 [σ cj] 80 95 110 105 120 90 95 110 120 155 135 (190) 105 (230) (265) 孔壁抗拉 [σ k] 120 145 180 150 170 130 140 155 170 220 190 (265) 150 (330) (375) 注： . ；若系活動結(jié)合 ,則應(yīng)按表值降低 20%. 合金結(jié)構(gòu)鋼 的容許應(yīng)力 ,適用于鋼材厚 (徑 )不大于 25mm 者 .如由于厚度影響 ,屈服點有減少時 ,各類容許應(yīng)力 ,可按屈服點減少比例予以減少 . 表 灰鑄鐵的容許應(yīng)力 N/mm2 應(yīng) 力 種 類 符 號 灰 鑄 鐵 牌 號 HT1533 HT2040 HT2547 軸心抗壓和彎曲抗壓 [σ a] 120 150 200 彎曲抗拉 [σ w] 35 45 60 抗 剪 [τ ] 25 35 45 局部承壓 [σ cd] 170 210 260 局部緊接承壓 [σ cj] 60 75 90 表 軸套的容許應(yīng)力 N/mm2 軸和軸套的材料 符號 徑向承壓 鋼對 101 鑄錫磷青銅 [σ cg] 40 鋼對 94 鑄鋁鐵青銅 50 鋼對鋼基銅塑復(fù)合材料 40 表 混凝土的容許應(yīng)力 N/mm2 應(yīng)力 種類 符號 混凝土標(biāo)號 C15 C20 C25 C30 承壓 [σ h] 5 7 9 11 表 木材的容許應(yīng)力 N/mm2 應(yīng)力 種類 符號 針葉材 闊葉材 東北 落葉松 紅松 木 ［櫟木］ 樺木 橫紋 承壓 [σ sh] 3 表 鋼材和鑄鋼件的物理性能 材料 名稱 彈 性 橫量 E (N/mm2 ) 剪 切 模量 G (N/mm2 ) 線 脹 系數(shù)α (K1) 質(zhì) 量 密度ρ (Kg/m3 ) 鋼材 , 鑄鋼件 *105 *105 *105 7850 5 結(jié)構(gòu)設(shè)計 結(jié)構(gòu)布置 閘門的梁系宜采用同一層的布置方式 ,并應(yīng)考慮制造 ,運輸 ,安裝和防銹等方面的要求 . 平面閘門可按孔口型式及寬高比布置成雙主梁或多主梁型式 . 主梁布置應(yīng)考慮下列因素： (1)主梁宜按等荷載要求布置； (2)主梁間距應(yīng)適應(yīng)制造 ,運輸和安裝的條件； (3)主梁間距應(yīng)滿足行走支承布置的要求； (4)底主梁到底止水的距離應(yīng)符合底緣布置的要求 .工作閘門和事故閘門下游傾角應(yīng)不小于 30176。；當(dāng)閘門支承在非水平底檻上時 ,其夾角可適 當(dāng)增減 .當(dāng)不能滿足 30176。的要求時 ,應(yīng)采取適當(dāng)補(bǔ)氣措施；對于部分利用水柱的平面閘門 ,其上游傾角不應(yīng)小于 45176。 ,宜采用 60176。 (圖 ). 露頂式的雙主梁平面閘門 ,主梁宜布置在靜水壓力合力線上下等距離的位置上 ,如圖 所示 .同時應(yīng)注意： (1)兩主梁間的距離α值要盡量大些； (2)上主梁到閘門頂緣的距離：α 0 小于 ,且不宜大于 . 圖 圖 主梁可按跨度和荷載采用實腹式或桁架式梁 . 實腹式主梁高度的初選 ,應(yīng)滿足最小梁高的要求 ,并參考經(jīng)濟(jì)梁高綜合分析而定 . 為縮減門槽的尺寸和節(jié)約鋼材 ,大跨度閘門可采用變截面的主梁 ,其端部梁高為跨中的(~)倍 .梁高改變的位置宜距離支座 (1/4~1/6)跨度處 ,同時應(yīng)滿足強(qiáng)度的要求 . 平面閘門的邊梁 ,應(yīng)采用實腹梁型式 ,滑動支承宜采用單腹板式邊梁；簡支輪支承宜采用雙腹板式邊梁 . 為使閘門具有一定的剛度 ,應(yīng)設(shè)置門背聯(lián)接系 (平行于面板 )及豎向聯(lián)接系 (垂直于面板 ). 門背聯(lián)接系宜采用桁架式結(jié)構(gòu)或框架式結(jié)構(gòu) .豎向聯(lián)接系宜采用實腹 式結(jié)構(gòu) ,也可采用桁架式結(jié)構(gòu) . 弧形閘門面板曲率半徑與閘門高度的比值可取為： 露頂式 ~ 潛孔式 ~ 弧形閘門支鉸宜布置在過流時支鉸不受水流及漂浮物沖擊的高程上； 溢流壩上的露頂式弧形閘門 ,支餃位置可布置在閘門底檻以上 1/2H~3/4H 處 (H 為門高 )； 水閘的露頂式弧形閘門 ,支鉸位置可布置在閘門底檻以上 2/3H~H 處； 深孔式弧形閘門 ,支鉸位置可布置在底檻以上大于 處 . 弧形閘門主梁的布置 ,可根據(jù)孔口寬高比布置成主橫梁或主縱梁式結(jié)構(gòu) .寬高比較大的弧形閘門 ,宜采用主橫梁式結(jié)構(gòu) ,寬高比較小的弧形閘門 ,可采用主縱梁式結(jié)構(gòu) . 主橫梁式弧形閘門的主框架型式有圖 所示 (a),(b),(c)三種型式： 當(dāng)支承條件許可時 ,宜采用 (a)型 ,當(dāng)支承在側(cè)墻上時 ,應(yīng)采用 (b)型 ,犾 1 宜取 左右 . 當(dāng)孔口凈空不適應(yīng)采用 (a)型或 (b)型時 ,可采用 (c)型 . 主縱梁式弧形閘門的主框架型式 ,可采用圖 中的 (d)型 . 圖 弧形閘門實腹式的主橫梁與支臂的單位剛度比 K0 值 ,可選用 3~11(斜支臂 3~7,直支臂 5~11).K0 值按下式計算 0100 lI hIKh? () 式中 010,lI 主橫梁的截面慣性矩及計算跨度； hIh, 支臂的截面慣性矩及長度 . 斜支臂弧形閘門 ,當(dāng)支臂與主橫梁水平連接時 ,在支鉸處兩支臂夾角平分線的垂直剖面上形成扭角 2 (圖 ). )s inc os s in15( 221 ?? ?? ?? ? tgtg () 式中α 斜支臂水平偏斜角度； θ 上下兩支臂夾角的一半 . 弧形閘門的支臂與主橫梁應(yīng)保證剛性連接 .斜支臂與主橫梁如采用螺栓連接 ,宜設(shè)抗剪板 .抗剪板與連接板兩端面應(yīng)保證接觸良好 (圖 ). 低水頭弧形閘門的支臂 ,可根據(jù)具體工作條件 ,從結(jié)構(gòu)上采取下列措施： (1)應(yīng)充分注意主框架平面外的剛度 ,并從構(gòu)造上予以保證； 圖 圖 (2)適當(dāng)考慮支鉸摩阻力對支臂所引起的附加彎矩； (3)露頂式弧形閘門的上支臂宜適當(dāng)加強(qiáng) . 為便于操作疊梁閘 門 ,應(yīng)考慮疊梁間的互換性 ,并力求減少漏水量 .選用浮式疊梁或浮箱閘門時 ,應(yīng)使結(jié)構(gòu)布置對稱 ,保證閘門操作平穩(wěn) .浮式疊梁的單根浮力要選擇適當(dāng) ,以保證按要求沉浮 . 拱形閘門拱的圓心角宜采用 90176。 ,閘門的水平剖面及豎直剖面應(yīng)設(shè)置聯(lián)接系 ,以保證閘門有足夠的剛度 . 結(jié)構(gòu)計算 閘門的結(jié)構(gòu)計算 ,應(yīng)按 ~ ,并按照實際可能發(fā)生的最不利的荷載組合情況 ,對閘門的設(shè)計條件和校核條件進(jìn)行強(qiáng)度 ,剛度和穩(wěn)定性驗算 . 強(qiáng)度驗算：對于閘門承重構(gòu)件 和連接件 ,應(yīng)驗算正應(yīng)力和剪應(yīng)力 .在同時受較大正應(yīng)力和剪應(yīng)力作用處 ,尚應(yīng)驗算折算應(yīng)力 . 計算的最大應(yīng)力值不得超過容許應(yīng)力的 5%. 弧形閘門的縱向梁系和面板 ,可忽略其曲率影響 ,近似按直梁和平板進(jìn)行驗算 . 剛度驗算：應(yīng)驗算受彎構(gòu)件的撓度 .最大撓度與計算跨度之比 ,不應(yīng)超過下列數(shù)值： (1)潛孔式工作閘門和事故閘門的主梁 1/750 (2)露頂式工作閘門和事故閘門的主梁 1/600 (3)檢修閘門和攔污柵的主梁 1/500 (4)次梁 1/250 穩(wěn)定驗算：對 受彎 ,受壓和偏心受壓構(gòu)件 ,應(yīng)驗算整體穩(wěn)定和局部穩(wěn)定性 . 閘門構(gòu)件的長細(xì)比 ,不應(yīng)超過下列數(shù)值： (1)受壓構(gòu)件的容許長細(xì)比： 主要構(gòu)件 120 次要構(gòu)件 150 聯(lián)系構(gòu)件 200 (2)受拉構(gòu)件的容許長細(xì)比： 主要構(gòu)件 200 次要構(gòu)件 250 聯(lián)系構(gòu)件 350 面板及其參與梁系有效寬度的計算： (1)為充分利用面板的強(qiáng)度 ,梁格布置時宜使面板的長短邊比 (B/A)大于 ,并將長 邊布置在沿主梁軸線方向 . (2)面板的局部彎曲應(yīng)力 ,可視支承邊界情況 ,按四邊固定 (或三邊固定一邊簡支或兩相鄰邊固定 ,另兩相鄰邊簡支 )的彈性薄板承受均布荷載 (對于露頂式閘門的頂區(qū)格按三角形荷載 )計算 . 初選面扳厚度δ按下式計算： )(][ mma qka y?? ? () 式中 yK 彈塑性薄板支承長邊中點彎應(yīng)力系數(shù) ,按附錄 G 表 G1~表 G3 采用； α 彈塑性調(diào)整系數(shù) ,b/a＞ 3 時 ,α＝ ； b/a≤ 3 時 ,α＝ ； q面板計算區(qū)格中心的水壓力強(qiáng)度 ,N/mm2 ； a,b面板計算區(qū)格的短邊和長邊長度 ,mm,從面板與主 (次 )梁的連接焊縫算起； ［σ］ 鋼材的抗彎容許應(yīng)力 ,按表 采用 . (3)當(dāng)面板與主 (次 )梁相連接時 ,應(yīng)考慮面板參與主 (次 )梁翼緣工作 ,其有效寬度可按附錄 G 計算 . (4)驗算面板強(qiáng)度時 ,應(yīng)考慮面板的局部彎應(yīng)力與面板兼作主 (次 )梁翼緣的整體彎應(yīng)力相疊加 ,疊加后的折算應(yīng)力 E 狕 H 可按附錄 G 公式 (G1)或公式 (G2)計算 .E 狕 H 應(yīng)滿足下式要求： ][ ?? azh ? () 計算所得厚度 ,尚應(yīng)根據(jù)工作環(huán)境 ,防腐條件等因素 ,增加 1~2mm 腐蝕裕度 . 弧形閘門支臂的計算長度 ,當(dāng)驗算支臂在框架平面內(nèi)的穩(wěn)定時 ,其計算長度按下式計算 hh ??0 () 式中 h0支臂的計算長度； h支臂的長度 (由框架的形心線算起 )； μ 支臂的計算長度系數(shù) .對主橫梁式的矩形框架或梯形框架的支臂 ,其計算長度系數(shù)可取~；對主縱梁式多層三角形框架的支臂 ,其計算長度系數(shù)可取 . 閘門承重構(gòu)件的鋼板厚度或型鋼截面不得小于： (1)6mm 的鋼板； (2)50mm*6mm 的等邊角鋼； (3)63mm*40mm*6mm 的不等邊角鋼； (4) 的工字鋼； (5)［ 8 的槽鋼 . 小型工程的閘門 ,可不受此限 . 攔污柵 攔污柵的設(shè)計荷載 ,應(yīng)根據(jù)河流污物性質(zhì) ,數(shù)量及清污措施決定 .引水發(fā)電系統(tǒng)的攔污柵 ,宜采用水位差 2~4m 設(shè)計 ,特殊情況具體分析確定 . 在滿足保護(hù) 機(jī)組的前提下 ,柵條的凈距應(yīng)適當(dāng)加大 ,以便于清污和減小水頭損失 . 攔污柵宜作成活動式 ,以便提出孔口維修 ,更換 . 柵條截面高度不宜大于 12 倍厚度 ,也不宜小于 ,不宜大于70 倍柵條厚度 . 柵條應(yīng)進(jìn)行強(qiáng)度及穩(wěn)定性驗算 ,其穩(wěn)定安全系數(shù) K 不應(yīng)小于 附錄 H. 攔污柵的承重結(jié)構(gòu) ,應(yīng)根據(jù)布置及構(gòu)造情況進(jìn)行內(nèi)力分析 ,并按 進(jìn)行各項驗算 . 6 零部件設(shè)計 一般規(guī)定 鑄件設(shè)計應(yīng)注意鑄件的工藝性 ,并符合鑄件結(jié)構(gòu)要素 的要求 .鍛件和加工件的設(shè)計應(yīng)符合規(guī)范和有關(guān)結(jié)構(gòu)要素的要求 . 主輪 ,支鉸和吊耳的軸 ,其表面宜鍍鉻 ,也可根據(jù)具體工作條件采用其他鍍層等防腐蝕措施 . 處于水下工作的其他軸 ,螺栓和螺母等 ,或需經(jīng)常拆卸的連接件宜做防腐蝕處理 .腐蝕情況嚴(yán)重的重要連接件 ,也可采用不銹鋼材料 . 注：小型閘門可根據(jù)具體條件 ,采取相應(yīng)的防腐蝕措施 . 滾輪 ,支鉸的軸和軸套間應(yīng)有良好的潤滑 . 固定軸上或其他活動部位 ,應(yīng)設(shè)油孔 ,油槽 ,油塞等 .油槽可設(shè)在非承壓區(qū)側(cè) . 滾動軸承或在多泥沙水中工作的滑動軸承 ,除應(yīng)采取潤滑外 ,尚宜設(shè) 密封裝置 ,并應(yīng)設(shè)排油孔 .潤滑設(shè)施應(yīng)便于加油 . 行走支承