泵站检修闸门计算书.doc

计 算 书

项目名称：梅州市黄塘河泵站工程
检修闸门设计

设计阶段： 施工图设计

审 核 日期
校 核 日期
计 算 日期

中山市水利水电勘测设计咨询有限公司
2005年11月
黄塘河泵站工程检修闸门设计计算稿
第一部分 工作闸门
一、 基本参数和结构布置
1、基本参数
孔口尺寸：宽度5.00m
底坎高程：69.00m
检修平台高程：80.69m
外江水位：77.50m，相应内江水位69.00m
设计水头：8.50m
门叶结构材料：Q235
许用应力：[σ]＝0.9*160＝144Mpa,[τ]=0.9*95=85.5Mpa
运行条件：静水启闭
2、结构布置
闸门为潜孔式，设三根主梁和三根纵梁，主梁格按等荷载布置，主、纵及边梁全部采用型钢，行走支撑采用滑块，面板布置在外水面,采用后止水。闸门支撑跨度为5.3m，侧止水中心距为5.1m，梁格布置简图如下图一所示：

3、水压力计算
闸门总水压力：P总＝0.5*r*(2Hs-h)*h*Bzs=0.5*9.8*(2*8.5-2.9)*2.9*5.10=1021.84 (KN)
二、 门叶结构计算
（一） 面板
面板厚度按下式计算：
根据闸门结构布置，面板计算数据及结果如下表（1-1）：
根据计算结果并考虑锈蚀厚度及面板应具有一定的刚度，选定面板厚度为8（mm）。

（二）主梁
1、 荷载与内力
主梁为等荷载布置，最大荷载为：q＝1021.84/(3*5.1)=66.79（KN/m）
受力简图如图（二）所示：

支座反力：RA=RB=66.79*5.1/2=170.31(KN) Qmax=RB=170.31(KN)
力矩计算：
力矩由均布荷载产生，最大力矩为：
Mmax=qlh(L0-Lh/2)/4=66.79*5.1*(5.3-5.1/2)/4=234.18(KN.M)
2、截面特性
面板参与主梁作用的有效宽度：B=ξ1b，
其中b＝(1020+880)/2=950，弯矩零点间距：l0=5300mm，则l0/b＝5.58，ξ1＝0.946，则，B=ξ1b=0.946*950=899(mm)
主梁采用组合截面，其截面尺寸如图（三）所示：
截面积为：A=165.5(cm2)
中和轴至上、下翼缘的距离为：
y1=30.45(cm) ；y2=19.55(cm)
惯性矩为：Ix=69510.7(cm4)
抗弯截面模量为：
Wmax= Ix/y2=3555.5(cm3)；Wmin= Ix/y1=2282.8(cm3)
截面下部对中和轴的面积矩为：Sx=1587.9(cm3)
3、强度验算
前后翼缘正应力分别为：
σ1＝Mmax/ Wmax＝65.9MPa)<[σ]
σ2＝Mmax/ Wmin＝106.5(MPa)<[σ]
中部中和轴处的剪应力为：τmax= Qmax* Sx/(Ix*δf)
＝32.4(MPa)<[τ]
4、挠度验算
f=5/384*ql4/EI=5/384*66.79*53004/2.05*105*6.951*108=4.0mm
[f]=1/750*5300=7.1mm,f＜[f]
5、稳定性验算
主梁腹板高度与厚度之比H0/tw=480/12=40<80,满足稳定性要求,不必配置加劲肋.
（四）纵梁、边梁
纵梁和边梁所选用材料与主梁同，其计算略。

三、 启闭力的计算
闸门按静水启闭，水位差为闭门0.3m、启门0.5m的启闭方式进行启闭力的计算。
门自重G=37.61KN
1、闭门时，上下游水位差取为0.3m ；
P总＝0.3*9.8*2.9*5.1＝43.48（KN），
水封受到的水压力为：P ＝0.3*9.8*(2*2.9+5.1)*0.045＝1.44（KN），
水封因预压而受到的压力为：PZS＝3.65*(2*2.9+5.1)＝39.79（KN）
取f3＝0.5，则
TZS1=（1.44+39.79）*0.5＝20.62（KN）
滑块摩阻力TZd2=P总*f=43.48*0.35=15.22KN
2、闭门力的计算
Fw=nT(TZd1+ TZS1)-nGG－WS
=1.2*(20.62+15.22)-37.61=5.4(KN)。
需配重5KN。
3、启门时，上下游水位差按0.5m ；
P总＝0.5*9.8*2.9*5.1＝72.47（KN），
水封摩阻力TZS2=f3PZS，
水封受到的水压力为：P ＝0.5*9.8*(2.9*2+5.1)*0.045＝2.4（KN），
水封因预压而受到的压力为：PZS＝3.65*(2*2.9+5.1)＝39.79（KN）
取f3＝0.5，则
TZS2=（2.4+39.79）*0.5＝21.10（KN）
滑块摩阻力TZd2=P总*f=72.47*0.35=25.36KN
4、启门力的计算
Fw=nT(TZd2+ TZS2)+G+ WS
=1.2*(21.1+25.36)+37.61+5=98.4(KN)
启闭机选用QPQ-2X80汽车吊。
四、闸门重心计算
以面板迎水面为基准，闸门重心计算如下表。

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