亭子口升船机上闸首辅助叠梁门门体计算

尹会领，杨 勇

（1.青海大学；2.中国葛洲坝集团机械船舶有限公司，湖北 宜昌443000）



亭子口升船机上闸首辅助叠梁门门体计算

尹会领1，杨 勇2

（1.青海大学；2.中国葛洲坝集团机械船舶有限公司，湖北 宜昌443000）

摘要：该叠梁门布置在工作门的上游，门槽中心线距工作门槽中心线8.4m，主要作用是根据上游的水位变化，协助工作门在无水条件下调整门位，并兼作事故检修门和上游防洪挡水门。本文简要介绍该设备的主要设计参数。

关键词：亭子口；上闸首；叠梁门；计算

辅助门布置在工作门的上游，门槽中心线距工作门槽中心线8.4 m，辅助门的主要作用是根据上游的水位变化，协助工作门在无水条件下调整门位，并兼作事故检修门和上游防洪挡水门。辅助门由一扇平板大门和7节叠梁门组成。升船机正常通航时，辅助大门置于航槽顶部466.50 m高程的堆放平台上，叠梁门顶以上的水深始终保持满足最小通航水深的要求，多余的辅助叠梁则放置在堆放平台上。

1　主要设计条件及参数

上游最高通航水位458.0 m校核洪水位463.07 m上游最低通航水位438.0 m通航净宽12.00 m底坎高程435.0 m侧止水间距13.20 m支承跨度13.80 m设计水头28.07 m吊点间距9.2 m

2　闸门布置及工作条件

叠梁门外形尺寸14.30 m×2.85 m×2.3 m（宽× 高×厚），正反向支承采用工程塑料滑块，面板及止水设在下游面，结构材料采用Q345B，原则上叠梁整体制造。

作用在最底节叠梁门的水压力为：

3　面板估算

以最底节叠梁为计算对象，按钢闸门规范5.2.6，初选面板厚度δ按下式计算：

式中：ky为弹塑性薄板支承长边中点弯应力系数，按规范附录G表G1～表G3采用；

α为弹塑性调整系数，b/a＞3时，α=1.4；b/a≤3时，α=1.5；

q为面板计算区格中心的水压力强度（q=γhg =0.0098 h），N/mm2；

a、b为面板计算区格的短边和长边长度，mm，从面板与主（次）梁的连接焊缝算起；［σ］为钢材的抗弯容许应力。列表计算如表1所示。

表1　列表计算

取δ1=16 mm

4　主梁计算

以最底节叠梁的最下一根主梁为计算对象。

4.1荷载及内力

4.2截面特性计算

叠梁采用截面：面板16×2 850，箱形梁上翼缘：16×300，箱型梁腹板：16×2 288，箱型梁下翼缘：20×1 800，截面特性为：

Ix＝1.466×1011mm4，W上=1.37×108mm3，

W下=1.15×108mm3，Sx＝7.05×107mm3

4.3强度验算

4.4挠度计算

跨中最大挠度:

按钢闸门规范5.2.3，最大挠度与计算跨度之比，不应超过1/600.

4.5稳定验算

4.5.1整体稳定

按照《钢结构设计规范》（以下简称“钢结构规范”）4.2.1，因主梁的上翼缘（受压翼缘）与面板焊接，面板能阻止上翼缘的侧向位移，故可不计算梁的整体稳定性。

对于故障代码“U101300 控制单元未编码”，需对“44-动力转向”进行手动编码。对“44动力转向”执行“控制单元自诊断>访问权限”时的登录码为10608。对“44-动力转向”执行“控制单元自诊断>编码”时，进行手动编码004F。上述操作可通过ODIS诊断系统也可借助ODIS-E工程师软件来完成，不必在线。

4.5.2局部稳定

按照钢结构规范4.3.2，

按照钢结构规范4.3.6，横向加劲肋的最小间距应为0.5h0=0.5×2288=1144 mm，最大间距应为2h0=2×2 288=4576 mm3。叠梁主梁横向加劲肋（即隔板）间距为2 300 mm，满足上述要求。

5　底次梁计算

5.1荷载及内力

底次梁以等跨连续支承在隔板上，按多跨连续梁进行计算。

5.2截面特性计算

底次梁采用32b，按钢闸门规范附录G1.0.2，对于连续梁中负弯矩段或悬臂段，面板的有效宽度应按下式取用：

ξ2为有效宽度系数，按表G4采用，l0/b=0.4 ×2 300/360=2.56，ξ2=0.58；

∴B=0.58×360=209 cm 取B=200mm进行计算。即截面特性为：Ix＝9.184×107mm4，W上=9.7×105mm3，

W下=4.56×108mm3， Sx＝3.742×105mm3

5.3强度验算

5.4挠度计算

跨中最大挠度:

按钢闸门规范5.2.3，最大挠度与计算跨度之比，不应超过1/500.

6　水平次梁计算

6.1荷载及内力

水平次梁以等跨连续支承在隔板上，按多跨连续梁进行计算。

6.2截面特性计算

水平次梁采用I32c.按钢闸门规范附录G1.0.2，对于连续梁中负弯矩段或悬臂段，面板的有效宽度应按下式取用：

ξ2为有效宽度系数，按表G4采用，l0/b=0.4 ×2 300/750=1.2，ξ2=0.348；

∴B=0.348×750=261 mm 取B=200 mm进行计算。即截面特性为：

Ix＝1.854×108mm4，W上=1.452×106mm3，

W下=8.9×105mm3， Sx＝6.56×105mm3

6.3强度验算

6.4挠度计算

跨中最大挠度:

按钢闸门规范5.2.3，最大挠度与计算跨度之比，不应超过1/500.

7　面板的折算应力验算

验算区格Ⅱ面板。按照钢闸门规范附录G，因面板的边长比b/a=2 300/535=4.3＞1.5，且长边布置在沿主梁轴线方向时，须按下式验算面板A点的折算应力:

式中:σmy为垂直于主（次）梁轴线方向面板支承长边中点的局部弯曲应力

8　正向支承计算

正向支承采用平面滑块。选用华龙HHIIIH 850 ×255-MGA滑块，设计线荷载为：68kN/cm，作用在最底节滑块上的荷载为：

则作用在滑块上的线荷载为：3

满足要求。

9　结束语

亭子口升船机上闸首辅助叠梁门制造和安装已通过验收，目前设备使用情况良好，保证了升船机后续主要机电设备的安装和调试条件。

参考文献：

［1］DL/T5013-95，水利水电工程钢闸门设计规范［S］.

［2］GB50017-2003，钢结构设计规范［S］.

［3］成大先.机械设计手册［M］.北京：机械工业出版社，2010.

［4］范钦珊.材料力学［M］.北京：高等教育出版社，2000.

Tingzikou Ship Lift Auxiliary Stoplog Gate Body Calculation

YIN Hui-ling1，YANG Yong2
（1.Qinghai University；2.China Machinery Co.，Ltd.，Yichang，Hubei 443000，China）

Abstract：The stoplog gate is disposed upstream of the gate，the gate slot centerline distance working gate slot centerline 8.4m，the main function is according to the upstream water level changes，assist work under anhydrous conditions regulating valve position，and doubles as a accident access door and the upper reaches of the flood retaining gate.The main design parameters of the equipment are introduced in this paper.

Key words：tingzikou；upper head；stoplog gate；salculation

中图分类号：U642

文献标识码：A

文章编号：1672-545X（2016）03-0225-04

收稿日期：2015-12-15

作者简介：尹会领（1981-），男，河南鄢陵人，工科学士，工程师，主要从事水工机械方面的设计及制造工作；杨勇（1984-），男，陕西西安人，工科学士，工程师，主要从事水工机械方面的制造安装工作。