六盘水市钟山区红岩水库灌溉供水工程

工程名称：六盘水市钟山区红岩水库灌溉供水工程

放空管闸门计算书

审查：

校核：

计算：

完成单位：宁波市水利水电规划设计研究院

完成时间：2015.11

目录

1．基本参数 (3)

2.结构说明 (4)

3.荷载计算 (4)

3.1 静水荷载 (4)

3.2作用在各主梁上的荷载 (4)

4．结构计算 (5)

4.1面板计算 (5)

4.2主梁计算 (6)

6．启门力计算 (8)

1．基本参数

1.1 孔口尺寸：1.0m?1.0m（宽x高）

1.2 底坎高程：1813.0m

1.3 正常条件：

正常蓄水位，水位1821.8m, γ=10.0kN/m3

1.4 设计条件：

设计洪水位(m)，水位1823.18m，γ=10.0kN/m3

1.5 封水尺寸：1.3m?1.1m

1.6 运用条件：

运行方式：动水启闭

1.7 止水设置：下游侧，与面板反侧

止水磨擦系数：f max=0.5 f min=0.2

1.8支承摩擦系数：f max =0.15 f min=0.06

1.9 启闭设备：10T卷扬式启闭机OPO

1.10闸门类型：平面滑动闸门

1.11材料

1.14.1门体: Q235

允许应力单位：N/mm2

1.14.2主滑块

自润滑复合材料

1.14.3 反滑块

铸铁块

2.结构说明

2.1闸门为平面滑动闸门，系焊接结构。

2.2面板设在下游面，止水设在下游面

2.3顶、侧水封采用P45型止水；底水封为I型止水橡皮。

3.荷载计算

3.1 静水荷载

静水荷载（10.18米水头差 =10.0 kN/m3）

3.2作用在各主梁上的荷载

计算方法：采用近似取相邻间距和之半法，主梁从下到上各主梁的荷载分别为：

P下主=10.0x[(10.18+10.18-0.1-0.25)/2]x(0.1+0.25)x1.3=45.5kN

P中主=10.0x[(9.83+9.83-0.5)/2]x0.5x1.3=62.3kN

P上主=10.0x[(9.33+9.33-0.25)/2]x0.25x1.3=29.9kN

P下主+ P中主+ P上主=45.5+62.3+29.9=137.7kN

4．结构计算

4.1面板计算

4.1.1面板厚度的计算公式

δ=a(kq/α[σ])1/2

式中：

δ-----面板厚度（mm）

α-----弹塑性调整系数当b/a>3时，α=1.4

当b/a≤3时，α=1.5 a,b----面板计算区格的短边和长边的长度（mm），从面

板与主（次）梁连接焊缝算起

q------面板计算区格中心的水压力强度（Pa）

k------弹性薄板支承长边中点弯应力系数，按《水电

站机电设计手册》（金属结构（一））（下简称《手

册》）P200，表5-17～5-19采用

[σ]-----钢材的抗弯允许应力（Pa），按第一组

[σ]=160N/mm2

4.1.2面板厚度计算Ⅴ

考虑面板区格Ⅰ~Ⅴ，参见2.6 闸门结构布置，面板区格计算结果如下：

单位：N,mm

] [σα

δKq

a

=

考虑现有闸门的除锈和钢板规格，取面板厚度δ=25mm 4.2主梁计算

4.3.1 荷载及内力计算

正向水压力：

以中横梁作为计算控制主梁,计算简图如下：

q=62.3/1.3=47.9kN/m

Qmax=V A=V B=62.3/2=31.1kN

Mmax=ql n(l0-l n/2)/4

=47.9×1.3×(1.5-1.3/2)/4

=13.2kN.m

4.3.2 断面选择

4.3.2.1 面板参与主次梁的有效宽度

简支梁正弯距段控制，按下列公式计算

B=§1b

b=(500+500)/2=500mm

l0=l=1500mm l0 /b=1500/500=3

查《手册》P203, §1=0.84

故B=§1b=0.84×500=420mm

取B=400mm

4.3.2.2 截面特性计算

4.3.3 强度校核：该主梁属于受弯构件

钢材及组号: 第 2 组 [σ]= 150 (MPa) [τ]= 90(MPa)

前缘正应力： σ1=

1

W M x

= 1981242.14

102.136 =6.7kN/mm 2<[σ] 后缘正应力：

σ2=

2

W M x

= 945002.18

102.136? =14.0N/mm 2<[σ] 最大剪应力：

τ= =31.1×103 ×795289.76/(172752184.31 ×25)

=5.72N/mm 2<[τ]

4.3.5 稳定验算

整体稳定：因主横梁与面板整体连接，故不必验算。

局部稳定：主梁采用焊接组合梁

h 0/δ=270/25=10.8<80x

fy /235=80

4.3.6 刚度验算

最大变形量f =5ql 4/384*E*Ix

=5×47.9×15004/(384×2.1×105×172752184.31) =0.1(mm)

允许变形量[f]= L/750=1500/750=2(mm) f<=[f] 满足要求

6．启门力计算

F Q = n T (Tzd+Tzs)+n

G ’G Tzd=f2P 式中：

n T ---摩擦阻力安全系数，采用1.2

n G ---自重修正系数，采用0.9 P=137.7kN

f 2---滑动摩擦系数; f 2=0.15

δ

**Ix S

Q

Tzd= 0.15x137.7=20.67kN

Tzs-----止水磨阻力

Tzs=f3Pzs

Pzs=0.5?10.5x0.045?(2?1.1x9.63+1.3x9.08)=7.80kN F Q=1.2?(Tzd+Tzs)+1.1G

=1.2x(20.67+7.8)+1.1x38.5

=76.5 kN

故选用10t固定卷扬机操作，功率约4kW。