【正文】 “ 明德致遠，篤行務(wù)實 ” ， 我將牢記長工程的校訓(xùn)，并用它指引我前進， 愿 長春工程學(xué)院 的明天更加美好！ 62 附錄 ： 。另外感謝大學(xué)四年來的所有任課老師，是你們讓我沐浴在大學(xué)知識的海洋。 在此，我還要感謝在一起愉快的度過 大學(xué) 生活的 水利水電工程專業(yè) 各位同門，正是由于你們的幫助和支持，我才能克服一個一個的困難和疑惑，直至本文的順利完成。在此也要感 魏述和等各位老師在 畢業(yè)設(shè)計 開題、初稿給出的幫助 ，感謝 謝 尹志剛等老師在 預(yù)答辯期間 為本 畢業(yè)設(shè)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。導(dǎo)師不僅授我以文，而且教我做 人，雖歷時 四 載，卻賦予我終生受益無窮之道。 本 畢業(yè)設(shè)計 是在導(dǎo)師 任玉珊 教授的悉心指導(dǎo)之下完成的。 長春工程學(xué)院 以其優(yōu)良的學(xué)習(xí)風(fēng)氣、嚴謹?shù)目蒲蟹諊涛仪髮W(xué)，以其博大包容的情懷胸襟、浪漫充實的校園生活育我成人。 在 弧形 鋼閘門的設(shè)計中，對各構(gòu)件的荷載選取、結(jié)構(gòu)分析、承載力驗算、剛度驗算、穩(wěn)定分析等，進而鞏固了有關(guān)鋼結(jié)構(gòu)和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的相關(guān)內(nèi)容，最終設(shè)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(cè)滑輪、鉸鏈、吊耳、支臂桁架 。 從開始了解工程概況、現(xiàn)場條件，到后來的方案分析，再到后來的閘門設(shè)計，每一個階段都有不同的收獲，現(xiàn)概括如下： 通過對現(xiàn)場條件的分析，考慮可選擇的方案并且研究分析。在長達 12 周的設(shè)計過程中，我對于鋼結(jié)構(gòu)、鋼閘門的專業(yè)知識認識的更加深入。 58 、 上下支臂間的支承桁架： 主橫梁弧形閘門的支承桁架不受力，按構(gòu)造要求采用一對角鋼，直接與支臂翼緣連接，其節(jié)間長度小于 2～ 3m，其布置形式與尺寸見下圖 ： 圖 支承桁架 主要構(gòu)件 計算結(jié)果總結(jié) 主橫梁水平次梁頂梁底梁邊梁邊梁總水壓作用點鉸心水平線水位線縱梁水平次梁、頂、底梁：槽鋼（ 18a]） 縱梁 ：工字鋼（ 420x10+650x10+250x10） 邊梁 ：工字鋼 (420x10+390x10+300x10) 59 主橫梁 ：工字鋼 (中間 120x12+650x10+250x12，兩邊 120x12+390x10+250x12) 支臂：工字鋼 (20x12+450x12+20x12) 各部件詳細尺寸見附 錄 。軸承板采用圓形，其直徑取為D=3d=3 40=120mm。按局部緊接承壓條件，吊耳板需要厚度按下式計算。 圖 止水裝置尺寸圖 水壓P側(cè)止水底止水 56 、 啟吊零部件設(shè)計 吊耳尺寸簡圖 如下： 圖 、 吊軸和吊耳板驗算 （ 1）吊軸。根據(jù) C20 混凝土設(shè)滑塊長度為 B = q[σ?]= = ≈ 300mm， 根據(jù)上述 q 值由下表查得軌頂弧面半徑 R=150mm，軌頭設(shè)計寬度 b=35mm，鋼軌高度h=B/3=100mm 膠木滑道與軌頂弧面的接觸應(yīng)力按下式進行驗算： ? ? )/(700)/( 22m a x mmNmmNRq j ????? ?? 尺寸如下圖 所示： 圖 滑軌圖 R150b=35mmh=100mmB=300mm 、 側(cè)向滑輪： 55 弧形閘門側(cè)向滑輪在《小型水電站設(shè)計手冊》（黃希元編著 184 頁）中按構(gòu)造設(shè)計（見下表），本閘門選用槽內(nèi)式，其尺寸結(jié)構(gòu)見下圖 ： 圖 策滑輪尺寸圖 、 止水裝置 止水板厚 10mm,止水螺栓為 M16，螺栓間距為 200mm。 但《水工鋼結(jié)構(gòu)》中提到為了支臂傳力均勻，一般均按構(gòu)造要求設(shè)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。故在橫隔板間不用加勁肋。m) 區(qū)格二的平均彎矩： M =M右 +M左2 = (???? 穩(wěn)定驗算： 梁高與彎矩較大的為區(qū)格二（見例圖），即 （ σ??cr)2 +( τ??cr)+ σ????≤ 1（《水工鋼結(jié)構(gòu)》范崇仁 102 頁） 區(qū)格二左右剪力為： V左 = ?qa= ?113=? V右 = qb= 113 = 平均剪力為： τ =(V左 +V右 )2h0???? =(?)265 = 區(qū)格二左右彎矩為： M左 = qa22 =1132 = (???? 、 主梁局部穩(wěn)定性計算。? ； 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。3 = (??/??) 面板與主梁鏈接的焊縫厚度： h?? = √??2 +??2[??????] =√+113 = (mm) 為保證安全，按最小厚度 h?? =8mm。66 BL HhLB ShBLNHSN ?????? ???? 23233 ? ????? ????? ?? ??? ? ?hM Pa ??? )( 、 底板厚度 50 底板結(jié)構(gòu)見上圖 ， 最大彎矩 Mmax為區(qū)格 1（三邊簡支）： 2max aM N??? 由于 ??ab ，查表得 ?? ，則 )( 23m a x mkNM ?????? 底板的厚度為 ? ? )( 3m a x mmM ????? ?? 取底板厚度為 50mm?；炷敛捎?C30， ? ?h? =。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 ?? ,驗算螺栓強度： a x ????? NNN （ kN） 所以 )( a x MP aAN ????? 、 鉸座計算 鉸座底板尺寸如上圖 所示。 鉸軸的剪應(yīng)力： 圖 鉸軸受力計算簡圖（單位： mm） A Bq=P /L80 280 80440 ? ? )(115)( 8 62 32 MP aMP adF ?????? ???? ???? 軸套的承壓應(yīng)力： ? ? )(140)( 63 MP aMP adlP cgcg ????? ??? ?? 軸承座的局部緊接承壓應(yīng)力： ? ? )(140)( 63 MP aMP adP cgcj ?????? ??? ??? 49 局部構(gòu)件鏈接及穩(wěn)定計算： 、 鉸鏈與支臂的連接計算 斜支臂與鉸鏈用粗制螺栓連接，由 N 、 S 、 39。 荷載計算 022 20c o s2 QGGQR ??? 022 20c os55100255100 ?????? =52（ kN） 與水平線夾角： 20s i n10020s i nc os 0 ????? RQ? 所以 ?? ? 支鉸受力示意圖 )180c o s (2 0022 ?? ????? RPPRF 47 022 1 1 4c o 2 2 2 2 652 ?????? =（ kN） 與水平線夾角： i i n52s i ns i ns i n 00 ???????? F PR ??? 所以 ?? ? 、 支鉸采用圓柱形支鉸則： 由此查《小型電站機電設(shè)計手冊》黃希元編著 189 頁，取承載力為 1400kN 的支鉸 ,得圓柱形支鉸基本尺寸如下圖 ： 圖 結(jié)構(gòu) 48 將 F 分解成垂直和平行于鉸座底面的分力 N、 S： 2 5 o 2 5 2)c o s ( 0 ?????? ??FN (kN） i )s i n ( 0 ?????? ??FS （ kN） 弧形閘門在啟閉過程中，軸上作用有摩擦力矩 M： )( mkNf F dM ??????? 、 鉸軸計算 鉸軸受力計算簡圖如下圖 所示。 支鉸受力簡圖見下圖，圖中 Q 為啟門力的一半， Q=100kN，設(shè)與垂直線夾角為 20176。 46 啟閉機容量選擇為 2 100KN。 、 閘門啟門力的計算 總的阻力矩為 ? ? iiGzszdT LGnMMnM ?? ???m a x =（ 114+111） +（ + + ） =（ kN m) 面板 1 面板梁格 水平橫梁及頂?shù)讬M梁 7 主橫梁 2 縱梁 4 邊梁 2 支臂 2 面板 G1 = Wg = = ，力臂 ,L1 = ?? 面板梁格 G1 = Wg = = ，力臂 L1 = ?? 支臂 G3 =Wg = = ，力臂 L1 = ?? 、 閘門閉門力的計算 ? ? iiGzszdT LGnMMnM ?? ???m a x =（ 114+111） （ + + ） =（ kN 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。 3 ?????? WANM? 其中近似地取 MM?39。h? )(39。900 a 9002440 ??? ???tg 42 所以 ?? 834365079000 ????h （ mm） 1 5 4 09 0 02 4 4 0 ???a （ mm） 7 3 2 02 4 4 021 2 2 0 0 ????b （ mm） 2440?c （ mm） os8343c os39。 荷載及內(nèi)力計算： 同橫向隔板 ,計算簡圖與計算過程見橫向隔板。 m） 截面特性（跨中截面） 計算參考次梁： 面板參與隔板作用的有效寬度 bB 1?? ， ?b m。m) M?? = 2++ = (???? 圖 豎直次梁計算簡圖（單位： m） q 3 q 2q 1B A744 3760 2304x 、 荷載及內(nèi)力 35 荷載： q1P1b= = （ kN /m） q2P2b= (+)=（ kN /m） q3P3b= (++)= （ kN /m） l1 = ??,l2 = ??,l3 = ??。 2） 剪應(yīng)力 : τ = ??max????0????= = (????/????2) [??] = (????/????2) 滿足應(yīng)力要求。 、 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），離開支撐端的距離為 24410=230cm 剪力強度驗算：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