砼闸门设计计算

本次设计，闸门尺寸及相应启闭设施如下：

闸门类型            潜孔钢筋混凝土闸门

闸门尺寸            2.4m×1.8m（高×宽）

工作水头            16.2m

启闭机类型          QL-400-SD

支承方式            滚动支承

配套电机            Y132M2-6

启闭机重（不含螺杆）   2.31t

螺杆规格（毫米）     φ130

运用条件             静水开启，动水关闭

  检修闸门尺寸及相应启闭设施如下：

闸门类型            潜孔钢筋混凝土闸门

闸门尺寸            2.4m×1.8m（高×宽）

工作水头            12.5m

启闭机类型          QL-300-SD

支承方式            滚动支承

配套电动机          Y132M1-6

启闭机重（不含螺杆）   1.71t

螺杆规格（毫米）     φ110

运用条件           静水开启，静水关闭

1、启闭力计算

闸门尺寸选用2.4m×1.8m×0.26m（高×宽×厚）

启门力计算：

闭门力计算：

   式中：

       启门力（KN）；

       闭门力（KN）；

       摩擦阻力的安全系数，一般取1.2；

       支承摩擦阻力（KN）；

       止水摩擦阻力；

       计算闭门力的门重修正系数，取0.9；

       计算启门力和持住力用的门重修正系数，一般取1.1；

       作用在闸门上的水柱压力；

        闸门上的总水压力（KN）；

        滚轮半径（cm）；

        轴的半径（cm）；

        滚轮的滚动摩擦系数，为0.1cm；

        轴与轴套的滑动摩擦系数；

        止水与止水座的滑动摩擦系数；

       作用在止水上的水压力，可以侧止水和顶止水的总长度乘以止水橡皮作用的宽度，再乘以平均水压力得出。

    1）  工作闸门：工作水头16.2m

 2）  检修闸门：工作水头12.6m

由上述计算可知，工作闸门选用QL-400-SD手电两用螺杆启闭机，检修闸门选用QL-300手电两用螺杆启闭机。

2、闸门尺寸复核计算

   根据闸门尺寸及水压力分布，滚轮位置距门顶自上而下为0.8m、1.8m。

   按简支梁式板计算。

上游侧钢筋布置，横向钢筋选用ψ16@200，纵向钢筋选用ψ12@200；

下游侧钢筋布置，横向钢筋选用ψ14@200，纵向钢筋选用ψ12@200。

3、滚动支承计算

  （1）滚轮

    圆柱形滚轮与平面轨道相接触应力

式中：

  W—滚轮的设计荷载（KN）；

  b—滚轮轮缘的宽度，常取D得1/3~1/5，本次取10cm；

  R—滚轮的半径（cm），当R≤10cm时，多采用Q235；当R>10cm时，多采用HT200；本次选用16cm。

  E—滚轮材料的弹性模量（MPa），Q235为2.1×105,；HT200为1.2×105；

  —滚轮材料的屈服点（MPa），Q235为235,；HT200为200。

  对于工作闸门： 

MPa

对于检修闸门： 

MPa

   均满足要求。

因此，滚轮直径为32cm，滚轮轮缘宽度10cm，材料为HT200灰铸铁。

（2）轴

轴采用45号钢，为简支式，则轴直径为：

式中：

   W—滚轮的设计荷载（KN）；

   a—支点间距，常取2~3cm；

   —轴套的长度；cm

工作闸门：

检修闸门：

   由以上计算，轴直径选用16cm。

4、吊头

1）吊耳轴

闸门采用单吊点布置，吊耳轴采用Q235材料，则吊耳轴最大直径d取以下两式的最大值。

式中：

P—每个吊头的荷载（KN）；

L—吊耳轴的支点距、即左右两吊耳板的中心距（cm）；

—吊耳轴钢材的容许抗弯和抗剪应力（MPa），分别为100、65；

工作闸门：

   则吊耳轴取10cm。

检修闸门：

   则吊耳轴d取10cm。

2）吊耳板

式中：

每个吊耳板的荷载；

吊耳孔的总厚度；

吊耳板钢材的容许局部紧接承压应力及孔壁抗拉应力（MPa），分别为80、120；

—吊耳轴半径。

—吊耳孔中心至顶的距离。；

吊耳孔顶至耳顶距离；

吊耳板宽度；

除去吊耳孔外两侧距离，即

由以上计算可知，吊耳轴直径d为10cm，故本次调班宽度b取26cm，a取11cm，c为7.5cm，取4cm。

工作闸门

检修闸门

满足要求。