闸门启闭力计算表
闸门设计计算
┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊第三章闸门设计计算3-1 闸门3-1-1 设计基准型式：垂直启闭滚轮式有效寬：(门孔宽) 0.8 M 閘門寬： 0.922 M 水壓寬： B = 0.88 M 支點距離： L = 0.85 M 有效高：(门孔高) 0.8 M 閘門高：(水压高) H = 0.88 M 設計水位：(外水位) H1 = 3.0 M(内水位) h = 0 M 水封方式：四面水封3-1-2 压力负荷一、全水压Pw()212122221=--⨯=BhHHPw× 1 ×( 32– 2.122)× 0.88 = 1.98 Ton3-1-3 横梁┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊（1）、横梁的位置2.122.7123.02.416P1P2P3P4（2）、各横梁的分担荷重P1=6296.0( 2.12× 2 + 2.416 )× 0.88= 0.28 TonP2= [6296.0( 2.416 × 2 + 2.12 )+6296.0( 2.416 ×2 + 2.712 )] ×0.88= 0.62 TonP3= [6296.0( 2.712 × 2 + 2.416 )+6288.0( 2.712 × 2 + 3.0 )] ×0.88= 0.696 TonP4=6288.0( 3.0 × 2 + 2.712 )× 0.88= 0.36 TonΣPw = P1+ P2 + P3 +P4= 1.97 ≒Pw（3）、主横梁强度A、钢材使用PL6*75┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊3=L max δ8597.0=80013.8761≈…Ok!3-1-4 侧部纵梁┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊(1) 钢材使用PL 6 × 90 mmZ =()602at-=()696.02-= 8.1 Cm33-1-4 主滚轮一、主滚轮强度ta┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊合计:87.6 kg1.6AISI3041底压板 6t*48*74521 1.6横梁 6t*75*910 6.4AISI3042203.22.7191AISI304 2.7底梁 6t*62*9102.8AISI3042890滚轮结构 65*60*85181.41.8AISI3042纵梁3 6t*(62+75)*282170.91.016纵梁2 6t*75*2902AISI304 2.0侧梁 6t*90*8807.6AISI304215 3.81.514890滚轮结构 65*60*902AISI304 3.01.8AISI3042纵梁1 6t*(62+75)*290130.93.912顶梁 6t*90*9221AISI304 3.91.6AISI3041吊耳座 120*55*90111.60.310补强板 8t*62*702AISI3040.61.2AISI3041吊耳插销 ?40*1159 1.27螺母 M161AISI304AISI3041垫片 M1681.66顶压板 6t*48*7451AISI304 1.65密封圈 M832NBR1.6AISI30432螺栓 M8*35 B.N.W.SW.40.055.73CHA2-103水封 P30*35901氯丁橡胶 5.73.6AISI3042侧压板 6t*45*820CHA2-1022 1.838.138.1代 号名 称1CHA2-101面板 6t*910*8801AISI304备注总计单件重 量材 料数量序号CHA2-106CHA2-116CHA2-115CHA2-114CHA2-113CHA2-112CHA2-111CHA2-110CHA2-109CHA2-108CHA2-107CHA2-110CHA2-104CHA2-105闸门门体重量Gt = 90 Kg3-2吊门机┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊3-2-1 设计基准型式：螺杆式吊门机動力：详计算书揚程：约L0 = 0.9 M吊昇速度：(动力) 约 V = 0.3 M/Min閘門重量：(不含吊杆) Gt = 0.09 Ton操作方式：现场-电动及手动3-2-2 吊升负荷一、水压抵抗：Q1(设计水位差：外水位较内水位高 3 公尺)()88.0)3(1212122221⨯⨯⨯=⨯-='BHHWwP= 3.96 Ton PW’：水压Q1 = f×PW’ = 0.03 × 3.96 f：转动摩擦系数0.03 = 0.119 Tonu：水封及钢之摩擦系数 0.7二、水封抵抗：Q2q：磨擦阻力= 0.14 t/Mp：作用于水封之平均水压Q u q p b2=⨯+⨯∑'() = 1/2×H+ h=1/2×0.88+2.12 = 2.56 t/M2= 0.7 ×(0.14+2.56×0.030)×3.59 b：水封受压宽度 0.030 M：水封总长= 3.59 M = 0.545 Ton吊升时Ton降下时Ton閘門重量G t10.090 ↓0.090 ↓水壓抵抗Q10.119 ↓0.119 ↑水封抵抗Q20.545 ↓0.545 ↑合计0.754 ↓0.574 ↑0.754 × 1.25 = 0.9425 Ton吊门机容量以 1.0 Ton计算┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊3-2-3 吊门机设计一、设计条件：（1）吊门机型式：电动单螺杆式吊门机（2）螺杆规格，30°梯形螺纹 , JIS B 0216，Tr30（3）螺杆材质：SUS304 不锈钢（4）外径：φ30 mm …d，有效径：φ27 mm …d1（5）螺距： 6 mm … p, 螺纹条数： 2 …n（6）导程： 12 mm … l（7）提吊力： 1000 Kg … Ft（8）提吊高度： 0.9 MA73.51000= 174.5 Kg/Cm2 < 1060 Kg/Cm2四、细长比δ（1）回转半径 e┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊e =41d=47.2= 0.675 Cm（2）细长比δ I：支撑间最长距离 110 Cm60.4 25.3 rpm。
水闸计算
荆家店村拦河闸闸门总重为：1.9066T启闭机重量为393.9kg*2尺寸为8*2米。
双吊点。
平面闸门的总水压力：P=21γh 2b=21×9.8×22×8=156.8 KN 根据经验公式，初估算：启门力：F Q =nt(Tzd+Tzs)+Px+ngG+Gj+Ws=1.20.6*156.8+0.7*156.8）+1.1*19.066=265.58KNTzd=f2P f2取0.6Tzs=f3P ，f3取0.7Nt-----摩阻力安全系数，取1.2Ng=闸门自重修正系数，1.0-1.1五孔按排架计算平面闸门的启闭力计算按在动水中启闭的平面闸门计算1、启门力计算公式为：FQ=nT(Tzd+Tzs)+n’GG+Ws2、闭门力计算公式为：Fw=nT(Tzd+Tzs)-nGG式中：FQ—启门力（t）；FW—闭门力（t）；nT—摩擦阻力的安全系数，一般取1.2；Tzd—支承摩擦阻力（t）；Tzs—止水摩擦阻力（t）；n’G—计算启门力的门重修正系数，取1.1；G—闸门活动部分的自重（t）；Ws—作用在闸门上的水柱压力（t）；nG—计算闭门力的门重修正系数，取0.9；3、摩擦阻力计算公式：（1）对于滑动支承摩擦阻力计算公式为：Tzd＝f2P（2）对于滚动支承摩擦阻力计算公式为：Tzd＝P/R(f1r+f)上两式中：f2—滑动支承的摩擦系数，钢板和橡胶取0.65；P—作用在闸门上总水压力（t）；R—滚轮半径（cm）；f1—轴与轴套的滑动摩擦系数（铜合金轴套对钢轴为0.3，胶木轴套对钢轴为0.2）r—轴的半径（cm）f—滚轮的滚动摩擦系数，为0.1cm；（3）对于止水摩擦阻力计算公式为：Tzs＝f3Pzs式中：f3—止水与止水座的滑动摩擦系数（橡胶对钢板为0.65，橡胶对水泥砂浆面为0.7）Pzs—作用在止水上的水压力（t），为侧止水的顶止水的总长度乘以止水橡胶作用的宽度，再乘以平均水平均水头得出；闸门启闭力的计算：启门力：F启=n·(F+W1+W2)闭门力：F闭=n·(F-W1-W2)式中：W1-门体自重(T)W2-丝杆自重(T)n-系数1.1~1.3，闸门不经常操作时，取大值，反之取小值；F-水压产生的阻力。
闸门启闭力计算
上两式中：
f2—滑动支承的摩擦系数，钢板和橡胶取0.65；
P—作用在闸门上总水压力（t）；
R—滚轮半径（cm）；
f1—轴与轴套的滑动摩擦系数（铜合金轴套对钢轴为0.3，胶木轴套对钢轴为0.2）
r—轴的半径（cm）
f—滚轮的滚动摩擦系数，为0.1cm；
（3）对于止水摩擦阻力计算公式为：
Tzs—止水摩擦阻力（t）；
n’G—计算启门力的门重修正系数，取1.1；
G—闸门活动部分的自重（t）；
Ws—作用在闸门上的水柱压力（t）；
nG—计算闭门力的门重修正系数，取0.9；
3、摩擦阻力计算公式：
（1）对于滑动支承摩擦阻力计算公式为：
Tzd＝f2P
（2）对于滚动支承摩擦阻力计算公式为：
平面闸门的启闭力计算
按在动水中启闭的平面闸门计算
1、启门力计算公式为：
FQ=nT(Tzd+Tzs)+n’GG+Ws
2、闭门力计算公式为：
Fw=nT(Tzd+Tzs)-nGG
式中：FQ—启门力（t）；
FW—闭门力（t）；
nT—摩擦阻力的安全系数，一般取1.2；
Tzd—支承摩擦阻力（t）；
闸门启闭力的计算：
启门力：F启=n·(F+W1+W2)
闭门力：F闭=n·(F-W1-W2)
式中：
W1-门体自重(T)
W2-丝杆自重(T)
n-系数1.1~1.3，闸门不经常操作时，取大值，反之取小值；
F-水压产生的阻力。
F=S·h·u(T)
S-闸门板面积(m2)
启闭力的计算.微课.
启闭力的计算
主 讲 人 陈 诚 专业带头人 副 教 授 监理工程师 造价工程师
2014.09
复新河节制闸
姜唐湖分洪闸
城西湖退水闸
荆江分洪闸
哈灵水道挡潮闸
引滦入津进水闸
启闭力计算 闭门力 FW=nT（Tzd+Tzs）-nGG+Pt FW 闭门力 nT 摩擦阻力安全系数，一般为1.2 Tzd 支承摩阻力，kN Tzs 止水摩阻力，kN nG 门重修正系数，一般为0.9～1.0 G 闸门自重，kN。初估时按有关经验公式计算。 Pt 上托力，kN。 计算结果，若FW为负，表明闸门依靠自重关闭。 若FW为正，表明闸门单自重不能关闭，需加压闭门。 公式中有关参数计算需要借助水工设计手册等有关资料计算。
QPQ-160 QPQ-200
160 200 2 ×8 2×16 2×25 2×40
13 14 8 8 9 9
双吊点 （集Байду номын сангаас驱 动）
QPQ-2×8 QPQ-2×16 QPQ-2×25 QPQ-2×40
1.8～6.5 2.1～7.5 2.5～8 3.1～9
1900 2500 5300 8000
谢谢各位！
类型 启闭机型号 启闭力 启门高 启门速度
(t)
8 16 25 40
度(m)
8 8 9 9
(m/s)
2.07 2.2 2.06 1.79
吊距(m)
重量(Kg) 970 1700 2500 4000
QPQ-8
QPQ-16
单吊点 （单独驱 动） QPQ-25 QPQ-40 QPQ-63 QPQ-80 QPQ-100
启门力
FQ=nT（Tzd+Tzs）+nˈGG+Px+Gj+Ws FQ nˈG Gj Ws Px
钢闸门设计
项目 变量 名称 γ H 参数 h L b b1 结果 Px Py 变量含义 水容重 设计水深 闸门高度 闸门宽度 闸门厚度 顶止水厚度 水平水压力 竖直水压力 单位 KN/m m m m m m KN KN
3
工况 1 10.00 10.00 2.65 1.65 0.16 0.06 379.31 26.68
FQ={1.2*(Tzdr0+Tzsr1)+n`GGr2 +GjR1+Pxr4}/R2
止水摩阻力 下吸力 钢闸门启门力
结果
Px FQ
329.16 658.32 274.593 932.913
参数
f2 f3 B px δ Tzd Tzs
滑块与闸槽间摩擦系数 水封与闸槽间摩擦系数 闸门宽度 闸门底部下吸强度
底止水厚度（1650-160）
滑动支撑摩阻力:Tzd=Pf2
0.50 0.70 m KN/m m t t t t KN
2
1.65 20.00 0.016 18.97 5.57 0.05 25.52 250.08 (总水压力x轴套摩擦系数) Tzs=f3(Pzs1+Pzs2) Px=pxBδ
三.平板钢闸门启闭力计算 平板钢闸门启闭力计算表
项目 变量 名称 G Gj P Pzs1 参数 Pzs2 变量含义 钢闸门重量 钢闸门加重块重量 总水压力 水封预压受压力 水封水压力 单位 t t KN KN KN 工况 1 0.93 0 379.31 29.54 50.00 P=(Px+Py)1/2 单位压缩力x水封总长 平均水压x水封面积 备注
备注
Px=γ*(H-h)*h*L Py=γ*(H-h)*(b+b1)
二.平板钢闸门重量计算 平板钢闸门自重计算表
启闭力计算公式
启闭力计算公式 The latest revision on November 22, 2020闸门启闭力的计算：启门力：F启=n·(F+W1+W2)闭门力：F闭=n·(F-W1-W2)式中：W1-门体自重(T) W2-丝杆自重(T) n-系数1.1~1.3，闸门不经常操作时，取大值，反之取小值；F-水压产生的阻力。
F=S·h·u(T)S-闸门板面积(m2)方闸门：S=a·b a-闸门宽(m)b-闸门高(m) 圆闸门为：S=π·D2/4，D-闸门通径(m) h-闸孔中心至最高水位高度(m) u-密封面的摩擦系数，一般取0.3。
铸铁闸门采用铸铁浇铸、整体加工，具有耐腐蚀、易维护、安装简便、自行止水性能较好等优点，有平板型(MB系列)、拱面型(MG系列)、拼装型(MP系列)及不同水头要求的多种产品供用户选用，并承制用户特殊要求的铸铁闸门。
平面闸门的启闭力计算按在动水中启闭的平面闸门计算1、启门力计算公式为：FQ=nT(Tzd+Tzs)+n’GG+Ws2、闭门力计算公式为：Fw=nT(Tzd+Tzs)-nGG式中：FQ—启门力（t）；FW—闭门力（t）；nT—摩擦阻力的安全系数，一般取1.2；Tzd—支承摩擦阻力（t）；Tzs—止水摩擦阻力（t）；n’G—计算启门力的门重修正系数，取1.1；G—闸门活动部分的自重（t）；Ws—作用在闸门上的水柱压力（t）；nG—计算闭门力的门重修正系数，取0.9；3、摩擦阻力计算公式：（1）对于滑动支承摩擦阻力计算公式为：Tzd＝f2P（2）对于滚动支承摩擦阻力计算公式为：Tzd＝P/R(f1r+f)上两式中：f2—滑动支承的摩擦系数，钢板和橡胶取0.65；P—作用在闸门上总水压力（t）；R—滚轮半径（cm）；f1—轴与轴套的滑动摩擦系数（铜合金轴套对钢轴为0.3，胶木轴套对钢轴为0.2）r—轴的半径（cm）f—滚轮的滚动摩擦系数，为0.1cm；（3）对于止水摩擦阻力计算公式为：Tzs＝f3Pzs式中：f3—止水与止水座的滑动摩擦系数（橡胶对钢板为0.65，橡胶对水泥砂浆面为0.7）Pzs—作用在止水上的水压力（t），为侧止水的顶止水的总长度乘以止水橡胶作用的宽度，再乘以平均水平均水头得出；。
闸门启闭力计算(1)
1)闭门力 计算公式
Fw=nT(Tzd +Tzs)nGG+Pt(kN ) （摩擦 系数详见 附录表 1）
nT为摩擦 阻力安全 系数,取 1.2
Tzd为支承 摩擦阻力 kN
P为作用
在闸门上
的总水压
力kN
P=0.5r
（2Hsh）hBzs
0.5 r
1 88.5
0
Fw 0 345.6185
1)启门力 计算公式
Fw=nT(Tzd +Tzs)+n`G G+Gj+Px+W s(kN)
n`G为计 算持住力 和启门力 的闸门自 重修正系 数，取 1.0-1.1
Gj加重块 kN
Px下吸力
kN
ps
D2
Bzs
20
Px 0
Ws作用在 闸门上的 水柱压力
nT
Tzd
Hs0.79×
0.98kN
K2
K3
G=0.022K 1K2K3A1.34 Hs0.63× 0.98kN
Pt闸门底 缘上拖力
(详见附
录图1)
r
βt
Hs
D1
10
闭门力 Fw=nT(Tzd +Tzs)nGG+Pt(kN )
nT
Tzd
Tzs
nG
1.2 334.4947 27.27069
Hs
G
Bzs
Pt
G
Pt
0.5
(内江有
水)
P=r(HsHx)hBzs
r
Hs
10
Hs 10
Bzs
h
4.1 8.16
闸门启闭力计算
f2-滑动磨擦系数 Tzs-止水摩阻力，=f3Pzs
f3-滑动磨擦系数
0.35 1.81944 T
0.7
计算 结果
Pzs-作用在止水上的压力 G-闸门自重 闭门力Fw= 持住力FT= 启门力FQ=
2.5992 T 31 T 支撑形式
-23.7279 T 30.62322 T 滚动 38.27214 T
暂不用
闭门力的计算
滚动
Fw=nT(Tzd+Tzs)-nGG+Pt
持住力的计算
FT=n'GG+Gj+Ws+Px-Pt-(Tzd+Tzs)
启门力的计算
FQ=nT(Tzd+Tzs)+Px+n'GG+Gj+Ws
nT-磨擦阻力的安全系数
1.2
nG-闸门自重修正系数（0.9~1.0）
0.9
Ws-作用在闸门上的水柱重量
0.692 m 10 m
1.657341 T 0.35
r-滚轮轴半径
110 mm
f-滚动磨擦力臂
Байду номын сангаас
1 mm
R-滚轮半径
400 mm
Tzd-滚动轴承的滚轮摩阻力，=P*f*(R1/d+1)/R R1-滚轮轴承的平均半径
d-滚动轴承的滚柱直径
Tzd-滑动支承摩阻力，=f2P
5.87412 T
P-总水压力
16.7832 T
0T
Pt-上托力
0T
n'G-闸门自重修正系数（1.0~1.1） Gj-加重块重量(T)
Px-下吸力（T）=pxD2Bzs px-闸门底缘D2部分的平均下吸强度 D2-闸门底缘止水至主梁下翼缘的距离