目录一、设计资料及有关规定 (1)二、闸门结构的形式及布置 (1)三、面板设计 (2)四、水平次梁、顶梁和底梁地设计 (3)五、主梁设计 (6)六、横隔板设计 (9)七、纵向连接系 (10)八、边梁设计 (10)九、行走支承设计 (12)十、轨道设计 (13)十一、止水布置方式 (13)十二、埋固构件 (14)十三、闸门启闭力 (14)十四、闸门的启闭机械 (14)一、设计资料及有关规定1、闸门形式：潜孔式平面钢闸门2、孔口尺寸（宽×高）：7.0m×12.0m3、上游水位：67m4、下游水位：0.1m5、闸底高程：0m6、启闭方式：电动固定式启闭机7、材料：钢结构：Q235-A.F焊条：E43型行走支承：采用滚轮支承止水橡皮：侧止水和顶止水用P型橡皮，底止水用条型橡皮8、制造条件：金属结构制造厂制造，手工电弧焊，满足Ⅲ级焊缝质量检验标准。
9、规范：《水利水电工程钢闸门设计规范 SL 1974-2005》二、闸门结构的形式及布置1、闸门尺寸的确定闸门高度：12.2m闸门的荷载跨度为两止水的间距：7.0m闸门计算跨度：10+2×0.22=7.44(m)设计水头：67m2、主梁的数目及形式主梁是闸门的主要受力构件，其数目主要取决于闸门的尺寸。
因为闸门跨度L=7m,闸门高度h=12m,L<h。
所以闸门采用6根主梁。
本闸门属中等跨度，为了便于制造和维护，决定采用实腹式组合梁。
3、主梁的布置本闸门为高水头的深孔闸门，主梁的位置可按主梁均匀间隔来布置。
设计时按最下面的那根受力最大的主梁来设计，各主梁采用相同的截面尺寸。
4、梁格的布置及形式梁格采用复式布置与等高连接，水平次梁穿过横隔板上的预留孔并被横隔板所支承。
水平次梁为连续梁，其间距应均匀，以减少计算量。
5、连接系的布置与形式（1）横向连接系，根据主梁的跨度，决定布置5道横隔板，其间距为1.24m，横隔板兼作竖直次粱。
（2）纵向连接系，采用斜杆式桁架。
三、面板设计根据《钢闸门设计规范S74—95》关于面板的设计，先估算面板厚度，在主梁截面选择以后再验算面板的局部弯曲与主梁整体弯曲的折算应力。
1、估算面板厚度假定梁格布置尺寸如图2所示。
面板厚度按下式计算ασ当b/a≤3时，a=1.5,则当b/a >3时，a=1.4,则现列表1计算如下：表1区格a(mm) b(mm) b/a k p[N/mm2] t(mm)1 910 1230 1.35 0.510 0.544 0.527 32.612 910 1230 1.35 0.429 0.554 0.488 30.203 910 1230 1.35 0.429 0.564 0.492 30.444 910 1230 1.35 0.429 0.573 0.496 30.695 910 1230 1.35 0.429 0.583 0.500 30.946 910 1230 1.35 0.429 0.593 0.504 31.197 910 1230 1.35 0.429 0.603 0.509 31.508 910 1230 1.35 0.429 0.613 0.513 31.749 910 1230 1.35 0.429 0.622 0.517 31.9910 910 1230 1.35 0.429 0.632 0.521 32.2411 910 1230 1.35 0.429 0.642 0.525 32.4912 860 1230 1.43 0.539 0.652 0.593 34.68根据上表计算，选用面板厚度t=35mm2、面板与梁格的连接计算已知面板厚度t=35mm ,并且近似地取板中最大弯应力σ=[σ]=160N/mm2,则面板局max部扰曲时产生的垂直于焊缝长度方向的横向拉力P为：P=0.07tσ=0.07×35×160=392(N/mm )max面板与主梁连接焊缝方向单位长度内的剪力：面板与主梁连接的焊缝厚度：τω角焊缝最小厚度：面板与梁格连接焊缝厚度取起最小厚度四、水平次梁，顶梁和底梁地设计1、荷载与内力验算水平次梁和顶、底梁都是支承在横隔板上的连续梁，作用在它们上面的水压力可按下式计算，即上下现列表2计算如下表2梁号 梁轴线处水压力强度P （kN/mm 2）梁间距 （m ） 上 下（m ）上 下(kN/m) 1(顶梁) 539 0.5075 273.5 1.0152（主梁） 548.91.015557.1 1.0153（水平次梁） 558.91.015567.3 1.0154（主梁） 568.81.015 577.3 1.0155（水平次梁） 578.81.015 587.5 1.0156（主梁） 588.71.015 597.5 1.0157（水平次梁） 598.71.015 607.7 1.0158（主梁） 608.61.015 617.7 1.0159（水平次梁） 618.61.015 627.9 1.01510(主梁) 628.51.015 637.9 1.01511（水平次梁） 638.51.015 648.1 1.01512（主梁） 648.40.990 641.9 0.96513（底梁） 657.90.4825 317.4由列表计算后得∑q=7258.8kN/m 根据上表计算，水平次梁计算荷载取648.1kN/m ，水平次梁为6跨连续梁，跨度为1.24m ，水平次梁弯曲时的边跨弯距为:M 次中＝0.072ql 2=0.072×648.1×1.242=71.9(kN ·m)支座B 处的负弯距：M 次B ＝0.106ql 2=0.106×648.1×1.24 2=105.4(kN ·m)2、截面选择σ考虑利用面板作为次梁截面的一部分，初选［36a,由附录三表4查得：A=6089mm2； Wx =659700mm3； Ix=118742000mm4； b1=96mm； d=9mm面板参加次梁工作的有效宽度分别按下式计算，然后取其中较小值。
B≤b1+60t=96+60×35=2196(mm)B=ξ1b (对跨间正弯距段)B=ξ2b （对支座负弯距段）按11号梁计算，梁间距对于第一跨中正弯距段：l=0.8l=0.8×1240=992(mm)对于支座负弯距段：l=0.4l＝0.4×1240＝496(mm)根据l/b查表7-1：对于l0/b＝992/1015＝0.997 得ξ1＝0.40，得B=ξ1b＝406(mm)对于l0/b＝496/1015＝0.489 得ξ2＝0.16，得B=ξ2b＝162.4(mm)对第一跨中选用B＝406mm,则水平次梁组合截面面积（如图）:A=6089+406×35=21199(mm2)组合截面形心到槽钢中心线得距离:跨中组合截面的惯性距及截面模量为：I次中＝118742000+6089×1322+406×35×65.52＝285801188(mm4)对支座段选用B＝162.4mm，则组合截面面:A=6089+162.4 35=11773(mm2)组合截面形心到槽钢中心线得距支座初组合截面的惯性距及截面模量为：惯性距：次中截面模量：3.水平次梁的强度验算由于支座B 处弯距最大，而截面模量较小，故只需验算支座B 处截面的抗弯强度， 即:σ次 次σσ次中说明水平次梁选用[36a 满足要求。
轧成梁的剪应力一般很小，可不必验算。
4.水平次梁的挠度验算受均布荷载的等跨连续梁，最大挠度发生在便跨，由于水平次梁在B 支座处截面的弯距 已经求得M 次B =71.86kN ∙m,则边跨挠度可近似地按下式计算：ω次 次 次ω故水平次梁选用[36a 度和刚度要求。
五、主梁设计 （一）设计资料（1）主梁跨度：净跨（孔口净宽）L 0＝7.0m ；计算跨度L ＝7.44m ；荷载跨度L 1=7m ； （2）主梁荷载： （3）横向隔板间距：1.24m （4）主梁容许挠度：[W]=L/600 （二）主梁设计 1、截面选择（1）弯距和剪力。
弯距与剪力计算如下： 弯距：剪力：（2）需要的截面抵抗距：已知Q235钢的容许应力[σ]=160N/mm 2，考虑钢闸门自重引起附加应力的影响，取容许应力[σ]=0.9×160=144N/mm 2 则需要的截面抵抗矩为：σ（3）腹板高度选择：按刚度要求的最小梁高（变截面梁）为：σω经济梁高：由于钢闸门中的横向隔板重量将随主梁增高而增加，故主梁高度宜选得比hec为小，但不小于hmin 。
现选用腹板厚度h＝240cm 。
（4）腹板厚度选择选用t w＝4cm （5）翼缘截面选择：每个翼缘需要截面为下翼缘采用 t1=2cm（符合钢板规格）需要，选用b1=60cm（在h/2.5~h/5=96~48之间）。
上翼缘的部分截面积可利用面板，故只需设置较小的翼缘板同面板相连，选用t1＝2cm， b1＝14cm，面板兼作主梁上翼缘的有效高度为B＝b1+60δ＝14+60×3.5＝224(cm)上翼缘截面面积A1=14×2.0+224×3.5=812(cm2 )(6)弯应力强度验算截面形心距：′截面惯性距：截面抵抗距：上翼缘顶边下翼缘底边弯应力：σσ表3部位截面尺寸（cm cm）截面面积A(cm2)各型心离面板表面距离y′（cm）Ay′（cm3）各型心离中和轴距离y=y′-y1(cm)Ay2(cm4)面板部分224×3.5 784 1.75 1372 -78.35 4812758 上翼缘14×2 28 4.5 126 -75.6 160030 腹板240×4 960 125.5 120480 45.4 1978714下翼缘 60×2 120 246.5 29580 166.4 3322675 合计 1892 151558 10274177（7）因主梁上翼缘直接同面板相连，可不必验算整体稳定性，因梁高大于按高度要求 的最小梁高，故梁的挠度也不必验算。
2、截面改变因主梁跨度较大，为减小门槽宽度与支承边梁高度（节约钢材），有必要将主梁承端腹板高度减小为 。
梁高开始改变的位置取在邻近支承端的横向隔板下翼缘的外侧，离开支承端的距离为124－10=114cm考虑到主梁端部腹板及翼缘相焊接，故可按工字截面梁验算应力剪力强度。
尺寸表4所示：表4部位 截面尺寸 （cm cm ） 截面面积 A(cm 2) 各型心离面板表面距离y ′（cm ）Ay ′ （cm 3） 各型心离中和轴距离 y=y ′-y 1(cm)Ay 2(cm 4)面板部分 224×3.5 784 1.75 1372 -40.85 1308278 上翼缘 14×2 28 4.5 126 -38.140645 腹板 144×4 576 77.5 44640 43.9 701573 下翼缘 60×2 120 150.5 18060 107.9 1397089 合计 1508 64198 3447585截面形心距：截面惯性距：截面下半部对中和轴的面积距：剪应力：τ ωτ3、翼缘焊缝翼缘焊缝厚度h f 按受力最大的支承端截面计算。