亭子口升船機(jī)上閘首輔助疊梁門門體計(jì)算

尹會(huì)領(lǐng)，楊 勇

（1.青海大學(xué)；2.中國葛洲壩集團(tuán)機(jī)械船舶有限公司，湖北 宜昌443000）

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亭子口升船機(jī)上閘首輔助疊梁門門體計(jì)算

尹會(huì)領(lǐng)1，楊 勇2

（1.青海大學(xué)；2.中國葛洲壩集團(tuán)機(jī)械船舶有限公司，湖北 宜昌443000）

摘要：該疊梁門布置在工作門的上游，門槽中心線距工作門槽中心線8.4m，主要作用是根據(jù)上游的水位變化，協(xié)助工作門在無水條件下調(diào)整門位，并兼作事故檢修門和上游防洪擋水門。本文簡(jiǎn)要介紹該設(shè)備的主要設(shè)計(jì)參數(shù)。

關(guān)鍵詞：亭子口；上閘首；疊梁門；計(jì)算

輔助門布置在工作門的上游，門槽中心線距工作門槽中心線8.4 m，輔助門的主要作用是根據(jù)上游的水位變化，協(xié)助工作門在無水條件下調(diào)整門位，并兼作事故檢修門和上游防洪擋水門。輔助門由一扇平板大門和7節(jié)疊梁門組成。升船機(jī)正常通航時(shí)，輔助大門置于航槽頂部466.50 m高程的堆放平臺(tái)上，疊梁門頂以上的水深始終保持滿足最小通航水深的要求，多余的輔助疊梁則放置在堆放平臺(tái)上。

1　主要設(shè)計(jì)條件及參數(shù)

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通航凈寬12.00 m底坎高程435.0 m側(cè)止水間距13.20 m支承跨度13.80 m設(shè)計(jì)水頭28.07 m吊點(diǎn)間距9.2 m

2　閘門布置及工作條件

疊梁門外形尺寸14.30 m×2.85 m×2.3 m（寬× 高×厚），正反向支承采用工程塑料滑塊，面板及止水設(shè)在下游面，結(jié)構(gòu)材料采用Q345B，原則上疊梁整體制造。

作用在最底節(jié)疊梁門的水壓力為：

3　面板估算

以最底節(jié)疊梁為計(jì)算對(duì)象，按鋼閘門規(guī)范5.2.6，初選面板厚度δ按下式計(jì)算：

式中：ky為彈塑性薄板支承長(zhǎng)邊中點(diǎn)彎應(yīng)力系數(shù)，按規(guī)范附錄G表G1～表G3采用；

α為彈塑性調(diào)整系數(shù)，b/a＞3時(shí)，α=1.4；b/a≤3時(shí)，α=1.5；

q為面板計(jì)算區(qū)格中心的水壓力強(qiáng)度（q=γhg =0.0098 h），N/mm2；

a、b為面板計(jì)算區(qū)格的短邊和長(zhǎng)邊長(zhǎng)度，mm，從面板與主（次）梁的連接焊縫算起；［σ］為鋼材的抗彎容許應(yīng)力。列表計(jì)算如表1所示。

表1　列表計(jì)算

取δ1=16 mm

4　主梁計(jì)算

以最底節(jié)疊梁的最下一根主梁為計(jì)算對(duì)象。

4.1荷載及內(nèi)力

4.2截面特性計(jì)算

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

Ix＝1.466×1011mm4，W上=1.37×108mm3，

W下=1.15×108mm3，Sx＝7.05×107mm3

4.3強(qiáng)度驗(yàn)算

4.4撓度計(jì)算

跨中最大撓度:

按鋼閘門規(guī)范5.2.3，最大撓度與計(jì)算跨度之比，不應(yīng)超過1/600.

4.5穩(wěn)定驗(yàn)算

4.5.1整體穩(wěn)定

按照《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（以下簡(jiǎn)稱“鋼結(jié)構(gòu)規(guī)范”）4.2.1，因主梁的上翼緣（受壓翼緣）與面板焊接，面板能阻止上翼緣的側(cè)向位移，故可不計(jì)算梁的整體穩(wěn)定性。

對(duì)于故障代碼“U101300 控制單元未編碼”，需對(duì)“44-動(dòng)力轉(zhuǎn)向”進(jìn)行手動(dòng)編碼。對(duì)“44動(dòng)力轉(zhuǎn)向”執(zhí)行“控制單元自診斷>訪問權(quán)限”時(shí)的登錄碼為10608。對(duì)“44-動(dòng)力轉(zhuǎn)向”執(zhí)行“控制單元自診斷>編碼”時(shí)，進(jìn)行手動(dòng)編碼004F。上述操作可通過ODIS診斷系統(tǒng)也可借助ODIS-E工程師軟件來完成，不必在線。

4.5.2局部穩(wěn)定

按照鋼結(jié)構(gòu)規(guī)范4.3.2，

按照鋼結(jié)構(gòu)規(guī)范4.3.6，橫向加勁肋的最小間距應(yīng)為0.5h0=0.5×2288=1144 mm，最大間距應(yīng)為2h0=2×2 288=4576 mm3。疊梁主梁橫向加勁肋（即隔板）間距為2 300 mm，滿足上述要求。

5　底次梁計(jì)算

5.1荷載及內(nèi)力

底次梁以等跨連續(xù)支承在隔板上，按多跨連續(xù)梁進(jìn)行計(jì)算。

5.2截面特性計(jì)算

底次梁采用32b，按鋼閘門規(guī)范附錄G1.0.2，對(duì)于連續(xù)梁中負(fù)彎矩段或懸臂段，面板的有效寬度應(yīng)按下式取用：

ξ2為有效寬度系數(shù)，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進(jìn)行計(jì)算。即截面特性為：Ix＝9.184×107mm4，W上=9.7×105mm3，

W下=4.56×108mm3， Sx＝3.742×105mm3

5.3強(qiáng)度驗(yàn)算

5.4撓度計(jì)算

跨中最大撓度:

按鋼閘門規(guī)范5.2.3，最大撓度與計(jì)算跨度之比，不應(yīng)超過1/500.

6　水平次梁計(jì)算

6.1荷載及內(nèi)力

水平次梁以等跨連續(xù)支承在隔板上，按多跨連續(xù)梁進(jìn)行計(jì)算。

6.2截面特性計(jì)算

水平次梁采用I32c.按鋼閘門規(guī)范附錄G1.0.2，對(duì)于連續(xù)梁中負(fù)彎矩段或懸臂段，面板的有效寬度應(yīng)按下式取用：

ξ2為有效寬度系數(shù)，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進(jìn)行計(jì)算。即截面特性為：

Ix＝1.854×108mm4，W上=1.452×106mm3，

W下=8.9×105mm3， Sx＝6.56×105mm3

6.3強(qiáng)度驗(yàn)算

6.4撓度計(jì)算

跨中最大撓度:

按鋼閘門規(guī)范5.2.3，最大撓度與計(jì)算跨度之比，不應(yīng)超過1/500.

7　面板的折算應(yīng)力驗(yàn)算

驗(yàn)算區(qū)格Ⅱ面板。按照鋼閘門規(guī)范附錄G，因面板的邊長(zhǎng)比b/a=2 300/535=4.3＞1.5，且長(zhǎng)邊布置在沿主梁軸線方向時(shí)，須按下式驗(yàn)算面板A點(diǎn)的折算應(yīng)力:

式中:σmy為垂直于主（次）梁軸線方向面板支承長(zhǎng)邊中點(diǎn)的局部彎曲應(yīng)力

8　正向支承計(jì)算

正向支承采用平面滑塊。選用華龍HHIIIH 850 ×255-MGA滑塊，設(shè)計(jì)線荷載為：68kN/cm，作用在最底節(jié)滑塊上的荷載為：

則作用在滑塊上的線荷載為：3

滿足要求。

9　結(jié)束語

亭子口升船機(jī)上閘首輔助疊梁門制造和安裝已通過驗(yàn)收，目前設(shè)備使用情況良好，保證了升船機(jī)后續(xù)主要機(jī)電設(shè)備的安裝和調(diào)試條件。

參考文獻(xiàn)：

［1］DL/T5013-95，水利水電工程鋼閘門設(shè)計(jì)規(guī)范［S］.

［2］GB50017-2003，鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范［S］.

［3］成大先.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)［M］.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2010.

［4］范欽珊.材料力學(xué)［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

中圖分類號(hào)：U642

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1672-545X（2016）03-0225-04

收稿日期：2015-12-15

作者簡(jiǎn)介：尹會(huì)領(lǐng)（1981-），男，河南鄢陵人，工科學(xué)士，工程師，主要從事水工機(jī)械方面的設(shè)計(jì)及制造工作；楊勇（1984-），男，陜西西安人，工科學(xué)士，工程師，主要從事水工機(jī)械方面的制造安裝工作。