泵闸系统方案计算书1、设计说明本计算书为一体化泵闸研究项目编写，对闸门进行了总体布置、结构计算、刚度计算、零部件选型计算、启闭力计算、启闭机选型等。1.1闸门基本资料（1）孔口尺寸（宽x高）：5500x4800mm（2）底槛高程：（3）启闭机平台高程：（4）设计水头：7.08m（5）材料：钢结构：Q235B焊条：止水橡皮：混凝土强度等级：（6）启闭方式：直升式启闭机（7）规范：«水利水电工程钢闸门设计规范SL74-2019»2、闸门整体结构形式及布置（1）总体尺寸闸门采用普通露顶式液压上翻钢闸门，门体总尺寸（bxh）5.5mx4.8m。闸门的设计水头为7.08m，面板侧按100年一遇最高水位，高程68.18m，另一侧水位按水泵开机最低水位，高程61.1m。（2）静水总压力其中，总水压力：ᵄ=12ᵯ[(2ᵃᵆ−ℎ)ℎ−ᵃᵆ2]ᵃᵆᵆ=12×10[(2×10.28−4.8)4.8−3.22]5.5=1798.72KNP力作用点位置：ᵃᵅ=3ᵃᵆᵃᵆ2−ᵃᵆ3−6ᵃᵆ2ℎ+6ᵃᵆℎ2−2ℎ33ᵃᵆ2−6ᵃᵆℎ+3ℎ2=8.56ᵅᵯ----水的容重，一般对淡水取10KN/ᵅ3；ᵃᵆ----上游水头，m；ᵃᵆ----下游水头，m；ᵃᵆᵆ----两侧止水间距，m（3）主梁形式主梁的形式应根据水头的大小和跨度的大小决定，本闸门属于中等跨度，为了方便制造和维护，采用实腹式组合梁。（4）主梁的布置根据闸门的跨高比，以及一体化泵闸要求，决定采用六根主梁。。（5）梁格的布置和形式梁格采用复式布置和等高连接，由于水头较高且闸门需要为泵开孔，所以全部采用等高主梁。3、面板设计根据«水利水电工程钢闸门设计规范»（SL74-2019），关于面板的计算，先估算面板厚度，在主梁截面选择之后再验算面板的局部弯曲与主梁弯曲的折算应力。（1）面板厚度估算图4四边固定支承面板对于四边固定支撑的面板，在均布载荷作用下最大弯矩出现在面板支承长边的中点A处。但是当该点的应力达到所用钢材的屈服点ᵅᵆ时，面板仍能能继续承受载荷，试验表明，当载荷增加到设计载荷（A点屈服时）的（3.5-4.5）倍时，面板跨中部分才进入弹塑性阶段。因此，在强度计算中，容许面板在高峰应力（点A）附近的局部小范围进入弹塑性阶段工作，故可将面板的容许应力[ᵰ]乘以大于1的弹塑性调整系数ᵳ予以提高。假定梁格布置尺寸如图3所示。面板的厚度计算公式为ᵯ=ᵄ√ᵃᵆᵅᵯ[ᵰ]式中，ᵯ---初选面板厚度，mm；ᵅᵆ---弹性薄板支承长边中点（A点）的弯应力系数（由SL74-2019查得）；p---面板计算区格中心的水压力强度ᵅ=ᵯᵅℎ=0.0098ℎᵄᵅᵅ2⁄（MPa）；h---区格中心的水深，（m）；ᵯ---弹塑性调整系数，ᵄ/ᵄ>3时，取1.4；ᵄ/ᵄ≤3时，取1.5；a、b---面板计算区格的短边和长边长度，mm，从面板与主（次）的连接焊缝算起；[ᵰ]---钢材的抗弯容许应力，（由SL74-2019查得）。现列表计算，表1面板厚度计算表区格a（mm）b(mm)b/aᵅᵆp(N/ᵅᵅ2)ᵯᵯ(mm)Ⅱ8509501..10.3490.06861.58.5Ⅱ8509501.10.3490.07651.58.5Ⅲ8509501.10.3490.08481.59.4Ⅳ8509501.10.3490.0931.59.9Ⅴ3509502.70.7300.0991.514.5注1.面板边长a、b都从面板与梁格的连接焊缝算起；2.区格Ⅰ、Ⅴ中系数ᵅᵆ由三边固定一边简支板查得；3.面板中心水压强度p只与水深有关，与梁间距无关，计算时忽略面板厚度。根据表1的计算，考虑到面板的工作环境，需要增加2mm的腐蚀裕度，所以拟选定面板厚度ᵯ=16mm。5、主梁设计（1）设计资料1）主梁跨度：净跨5.5m，计算跨度5.74m，载荷跨度5.5m；2）主梁载荷：ᵅ=300ᵃᵄ/ᵅ；3）横向隔板间距：0.9m；4）主梁容许挠度[ᵱ]=ᵃ/750（2）主梁设计主梁设计包括：截面选择；翼缘焊缝；腹板加强肋和局部稳定验算；面板局部弯曲与主梁整体弯曲的折算应力。1）截面选择①弯矩与剪力。弯矩与剪力计算如下：ᵄᵅᵄᵆ=ᵅᵅ2ᵅ2−ᵅᵅ2ᵅ4=1234(ᵃᵄ∙ᵅ)ᵄᵅᵄᵆ=ᵅᵅ2=825(ᵃᵄ)②需要的截面模量。已知Q235钢的容许应力[ᵰ]=160ᵄ/ᵅᵅ2，考虑钢闸门自重引起的附加应力作用，取容许应力为[ᵰ]=0.9×160=144ᵄ/ᵅᵅ2，则需要的截面模量为ᵄ=ᵄᵅᵄᵆ[ᵰ]=1234×100144×0.1=8569(ᵅᵅ3)③腹板高度选择。按钢度要求的最小梁高为ℎᵅᵅᵅ=0.96×0.23[ᵰ]ᵃᵃ[ᵱᵃ⁄]=113(ᵅᵅ)经济梁高ℎᵅᵅ=3.1ᵄ25⁄=3.1×157...
