水工平面钢闸门表面积计算

满　曼　李兴柏　汲建业

(济宁市南四湖水利管理局， 山东 济宁　272000)



水工平面钢闸门表面积计算

满曼李兴柏汲建业

(济宁市南四湖水利管理局， 山东 济宁272000)

对比讨论水工建筑物中平面钢闸门表面积的不同计算方法，结合工程实例进行数据分析，探寻水工平面钢闸门表面积的最优计算方法，为水工平面钢闸门防腐项目预算及工程量校核提供科学依据。

水工建筑物； 平面； 钢闸门； 表面积

在平面钢闸门的生产和维修中，经常碰到钢闸门门叶结构表面积的计算问题。譬如，按照《水利水电工程钢闸门制造安装及验收规范》(DL/T 5018—94)，需要对闸门做表面防腐处理；在闸站的维修管理中，也需要对闸站钢结构进行防腐处理。除锈除砂后，需要喷涂涂料或油漆，这些防腐措施都要以闸门的实际表面积为依据，根据实际防腐面积来计算生产费用或者编制维修养护预算经费。但是，水工钢闸门是由很多不同型号的钢材构件焊接或铆接而成，如果按构件逐一统计，将是一项十分繁杂的工作，如果用闸门外形尺寸大致估算，其结果未免太过粗糙，不能作为应用依据。寻求一种简洁而准确的算法，对于生产实际具有重要意义。

1　算法讨论

当前，对水工平面钢闸门表面积的计算，常见的算法有两种。

方法一，是现在工程技术人员普遍采用的，根据不同规格钢材的重量和外形截面尺寸进行推算。譬如，水工平面闸门的面板，一般是钢板，用总重量除以理论重量，即得到钢板的表面积；其他型号的钢材，如背拉架、底梁等构件，多为角钢、槽钢或钢管等，用设计长度乘以折算周长，即得到表面积。钢材总重和长度在金属结构设计图纸里就能查到，折算周长根据截面尺寸大致计算。这种算法被广为采用，一是计算比较快捷，二是抓住了平面钢闸门的主要表面积，忽略了次要位置的表面积，具有可操作性。从计算上看，一些型钢折算周长的计算不太准确，如角钢或工字钢，其截面周长并非肢长或腹板长的简单相加。

方法二，也是根据钢材重量和界面尺寸推算，和方法一的不同之处在于其截面周长的计算更为简化。如槽钢表面积的计算：

式中G——某种型号槽钢的重量，kg；

G0——该种型号槽钢的单重，kg/m；

h—槽钢的高度，mm；

b—槽钢的宽度，mm。

从上式可以看出，G/G0是槽钢的长度，0.002(h+1.5b)是槽钢的截面周长。槽钢截面周长包括上、下肢长度和腹板长度之和，此处的(h+1.5b)是一种简化，因为标准构件的上、下肢同腹板结合处有倒圆角，而且内外两侧的上、下肢长度和腹板长度并不一致。槽钢的长度也可以直接从图纸上查得，同方法一相比的区别其实就是截面周长的计算。

另外，讨论一种新方法。

对于钢板，方法一的办法是可取的。钢板的总重量除以理论重量得到的是钢板两个大平面的表面积，四个小平面面积占总表面积的比例很小，而且平面钢闸门四周与其他钢构件连接，也不需要计入防腐面积，钢板的总重量和单位面积重量都便于查询，所以，钢板的表面积的计算采用方法一。

对于角钢、槽钢或工字钢等线型构件。表面积=截面周长×构件长度。其中，构件长度可以从金属结构设计图纸上查询，主要在于计算截面周长。其实，标准构件的截面周长也可以直接从国家标准里查得。譬如等边角钢，表3有外表面积(m2/m)一栏，这个数值就是不同型号角钢的截面周长。

相比方法一和方法二，这个方法结果更准确，热轧钢板、钢带、工字钢和角钢等标准型材的截面周长都是查询得到的；计算过程也更快捷，查到构件长度和外表面积，二者相乘即可。方法一和方法二，还要经过简化计算。此法可以称为查表法。

2　工程实例

南四湖位于山东省济宁市南部，由南阳、昭阳、独山、微山四湖连接而成，是我国北方最大的淡水湖。南四湖湖东大堤是沂沭泗洪水东调南下工程治淮项目的骨干工程，全长约124km，湖堤沿线有众多的平原区水工建筑物，新建和维修加固各类建筑物152座，各种闸站涵洞等每年都需要维修养护。笔者根据近期实施的南四湖湖东堤水工建筑物维修养护工程钢闸门防腐项目，选取湖东堤夏镇航道闸上节闸门和蒋庄河闸下节闸门作为验算实例，对三种计算方法进行比较。此处选择的闸门都是双扉式平面钢闸门，总共包括上下两节。由于闸门门叶结构烦琐，限于文章篇幅，只罗列了其中部分主要型钢构件的表面积计算，旨在对比方法，说明问题，如表1～表4所列。

表1　夏镇航道闸上节闸门(10.57m×4.23m)部分门叶构件数据

表2　蒋庄河闸下节闸门(10.31m×3.8m)部分门叶构件数据

表3　根据国家标准查得的相关数据

表4　各种算法结果比较

从表4中可以看出，钢板表面积的计算结果相同，都是总重量除以理论重量，适用于不同型号的钢板。主要的差别在于线性钢构件截面周长的计算。查表法查得的槽钢和角钢单位长度的截面积，数值上就等于截面周长，结果最精确。反过来验证方法一和方法二，方法二比方法一结果更准确，当然计算过程也稍微复杂一点。

3　结　论

对于水工平面钢闸门门叶结构表面积的计算，采用查表法，简洁而准确，具有实际操作意义。

[1]铁汉.钢闸门防腐面积的计算[J].金属结构,1993(5):6.

[2]GB/T 706—2008热轧型钢[S].北京:中国标准出版社,2008.

[3]GB/T 708—2006冷轧钢板和钢带的尺寸、外形、重量及允许偏差[S].北京:中国标准出版社,2005.

[4]GB/T 709—2006热轧钢板和钢带的尺寸、外形、重量及允许偏差[S].北京:中国标准出版社,2005.

[5]张志振.发挥统管优势，加强建设项目审查管理[J].水利建设与管理，2003(1):12,21.

Calculation of hydraulic plane steel gate surface area

MAN Man, LI Xingbai, JI Jianye

(JiningNansiLakeWaterConservancyAdministrationBureau,Jining272000,China)

Different calculation methods of plane steel gate surface areas in hydraulic structures are comparatively discussed. Engineering examples are combined for data analysis. The best calculation method of hydraulic plane steel gate surface area is explored, thereby providing scientific basis for hydraulic plane steel gate anticorrosive project budget and engineering quantities checking.

hydraulic structures; plane; steel gate; surface area

10.16616/j.cnki.11-4446/TV.2016.01.016

TV663+.4

B

1005-4774(2016)02-0054-02