水工钢结构课程设计
边梁计算图（弯矩图、剪力图）如下图
弯矩图
剪力图
6.水平荷载。主要是主梁传来的水平荷载，还有水平次梁和顶、底梁传来的 水平荷载。为了简化起见，可假定这些荷载由主梁传给边梁。每个主梁作用于边梁的荷载为R=583.8175KN。
7.竖向荷载。有闸门自重、滚轮摩擦阻力、止水摩阻力、起吊力等。 上滚轮所受的压R1=1292.025kN 其他滚轮所受的压为 R2=1427.54kN
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下滚轮所受的压力R3=1950.98kN 最大弯矩 Mmax=934.11kN·m 最大剪力 Vmax=1167.64kN
最大轴向力为作用在一个边梁上的起吊力，估计为7000kN（详细计算见后）。在最大弯矩作用截面上的轴向力，等于起吊力减去上滚轮的摩阻力，该轴向力
N?7000?0.11?f?7000?0.11?1292.025?6857.88kN
2.边梁的强度验算
截面面积 A=1430?16?2?550?56?200?56?2=98960mm 面积矩
Smax?(98960?771?150?56?1514)/(98960?150?56)?702.08mm3 截面惯性矩 I=16*(1430^3)*2/12+2.8975*10^10=36773300000mm^4 截面模量 W?36773300000?25221742.11mm3
14582截面边缘最大应力验算:
?maxNMmax6857.88?103934.11?106?????57.45N/mm2?0.8????120N/mm2 AW33616025221742.11 腹板最大剪应力验算：
VmaxSmax1167.64?103?702.08????0.007N/mm2?0.8????0.8?95?76N/mm22Itw2?36773300000?16
腹板与下翼缘连接处应力验算：
NMmaxy?6857.88?103722.7?????37.04??42.59N/mm2AWy98960750.7 VmaxSi1167?103?200?56?2?750.07????16.66N/mm22Itw2?36773300000?16
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?2h??2?3?2?42.592?3?16.662?51.44N/mm2?0.8????0.8?160?128N/mm2
以上的验算满足强度要求。
九 ：行走支承设计
滚轮计算： 轮子的主要尺寸是轮径D和轮缘宽度b，这些尺寸是根据轮缘与轨道之间的接触应力的强度条件来确定的，对于圆柱形滚轮与平面轨道的接触情况是线接触，其接触应力可按下式计算，其中下滚轮受力最大，其值为1167.64kN。设滚轮轮缘宽度b=120mm，轮径D=540mm。
?max1.1PlE1.1?1167.64?2.06?105?0.418?0.418?37.77N/mm2?2.5?235?587.5N/mm2bR120?270为了减少滚轮转动时的摩擦阻力，在滚轮的轴孔内还要设滑动轴承，选用钢对10-1铸铁铝磷青铜。
轴和轴套间压力传递也是接触应力的形式，验算：
?cg?1.1Pl1.1*1167.64*10^3??22.94??cg?50N/mm^2 db1200*280??取轴的直径d=200mm，轴套的工作长度b1=280mm，
轮轴选用45号优质碳素钢，取轮轴直径d=160mm，其工作长度为b=280mm，对其进行弯曲应力和剪应力验算：
Mmax?110KN?m ?d33.14?16033W???1071786.67mm1212Mmax110?106????102.63N/mm2?0.8????116N/mm2
W1071786.67Vmax?Pl?583.82KN 223
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Vmax583.82?10322??????29.05N/mm?0.8??76N/mm 23.14?160^2/4?d4轴在轴承板的连接处还应按下式验算轮轴与轴承板之间的紧密接触局部承压应力：?cj?Nd?t?583.82?10^3?40.54?0.8?cj?128N/mm^2
160?90??其中 轴承板所受的压力N?Pl?583.82KN 2取轴承板叠总厚度?t?90mm
十、滚轮轨道设计
1.确定轨道钢板宽度
轨道钢板宽度按钢板承压强度决定。根据Q235钢的容许承压应力为
????100N/mm2，则所需要的轨道底板宽度为
Pl1167.64?103q???9730.33N/mm
b120B?q????9730.33?97.3033mm，取B=100mm 100故轨道地面压应力：
?c?9730.33?97.3033N/mm2110
2.确定轨道底板厚度
轨道底板厚度б按其弯曲强度确定。轨道底板的最大弯应力：
c2??3?c2????t
2????100N/mm式中轨道底板的悬臂长度c=20mm，对于Q235由表查得。
故需要轨道底板厚度：
t?3?cc2
???3?97.3033?202??34.17mm10024
，取值t=40mm。
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轨道如图
十一．闸门启闭力和吊耳计算 1.启门力按式计算
?Px Zd?TZs） T启?1.1G?1.2(T其中闸门自重 G=2335.74KN 滑道摩阻力
Tzd?233.527?4?20?(0.6?7.5?0.1)?3182.89kN27
止水摩阻力 Tzs?2fbHp?2?0.65?0.2?13.8?67.69?242.87kN 其中 橡皮止水与钢板间摩擦系数 f=0.65 橡皮止水受压宽度取为 b=0.2m 每边侧止水受压长度 H=13.8m
侧止水平均压强 p=233.527*4/13.8=67.69KN/㎡
下吸力Px底止水橡皮采用I110-16型，其规格为宽16mm，长110mm。底止水沿门跨长20.6m，根据SL74-95修订稿：启门时闸门底缘平均下吸强
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